JP2001065303A - Steam turbine blade, manufacture of the same, steam turbine power generating plant and low pressure steam turbine - Google Patents
Steam turbine blade, manufacture of the same, steam turbine power generating plant and low pressure steam turbineInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、Ti基合金製蒸気
タービン翼とその製造方法及びそれを用いた蒸気タービ
ン発電プラントと低圧蒸気タービンに関する。The present invention relates to a steam turbine blade made of a Ti-based alloy, a method of manufacturing the same, a steam turbine power plant using the same, and a low-pressure steam turbine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、蒸気タービン低圧最終段では、3
3.5 インチ長翼に12Cr鋼、40インチ長翼にTi
−6Al−4Vが、また、現在、50ヘルツ対応機とし
て国内外最長の43インチ長翼用として高強度12Cr
鋼が開発されているが、最終翼段の長翼化による効率向
上ならびにプラントのコンパクト化の需要はますます増
大し、さらなる長翼化が要求されている。そのために
は、従来使用実績のあるTi−6Al−4Vに替わる軽
量・高強度のチタン合金が必要不可欠である。2. Description of the Related Art Conventionally, in the last stage of a steam turbine low pressure, 3
3.5 inch long wing with 12Cr steel, 40 inch long wing with Ti
-6Al-4V is currently the longest 43 inch long wing in Japan and abroad as a 50 Hz compatible machine, and has high strength 12Cr.
Although steel is being developed, the demand for improving efficiency and increasing the size of the plant by increasing the length of the final blade stage is increasing, and further increasing the length of the blade is required. For that purpose, a lightweight and high-strength titanium alloy is indispensable in place of Ti-6Al-4V which has been used in the past.
【0003】40インチ長翼までは、引張強さ95kg/
mm2 級のチタン合金で、十分長翼化に伴う遠心力の増加
に対応可能であったが、さらに45インチ以上の長翼で
は、引張強さ100kg/mm2 級のチタン合金が必要とな
る。引張強さ100kg/mm2以上のチタン合金として
は、時効硬化性のβ型チタン合金があるが、このβ型チ
タン合金は靭性が低いという欠点があるため、翼全体を
この合金で製造するには問題がある。一方、靭性の高い
α+β型のチタン合金では、翼のダブティルの厚肉化に
伴い、溶体化処理時の冷却速度が強度を大きく左右し、
小鋼塊で得られる強度も、大型品では再現できないこと
が多く、硬実に100kg/mm2 級のチタン合金を得るこ
とが困難であった。[0003] Up to 40 inches long wing, tensile strength 95kg /
mm 2 class titanium alloy was able to cope with the increase in centrifugal force due to sufficiently long wings, but for 45 inch or longer wings, a titanium alloy with a tensile strength of 100 kg / mm 2 class is required . As a titanium alloy having a tensile strength of 100 kg / mm 2 or more, there is an age-hardening β-type titanium alloy. However, this β-type titanium alloy has a drawback of low toughness. Has a problem. On the other hand, in the tough α + β type titanium alloy, the cooling rate during the solution treatment greatly affects the strength as the dovetail of the blade becomes thicker.
The strength obtained with small steel ingots is often not reproducible with large products, making it difficult to obtain a solid 100 kg / mm 2 class titanium alloy.
【0004】また、特開平1−202389 号では、α+β型
の高強度Ti合金であるTi−6Al−6V−2Snの
熱処理条件についてβ変態点の10〜60℃下、すなわ
ち867〜917℃で溶体化を実施し、その後500〜
650℃で時効処理をするとされているが、薄肉の翼プ
ロファイル部では強度は得られるものの、冷却速度の遅
い厚肉ダブティル部の強度が確保できないという問題が
あった。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-202389, the heat treatment conditions for Ti-6Al-6V-2Sn, which is an α + β type high-strength Ti alloy, are 10 to 60 ° C. below the β transformation point, that is, 867 to 917 ° C. And then 500 ~
Although it is said that the aging treatment is performed at 650 ° C., there is a problem that although the strength is obtained in the thin blade profile portion, the strength of the thick dovetail portion having a slow cooling rate cannot be secured.
【0005】更に、特開平7−150316 号にはタービンブ
レード材としてAl3〜5%,V2.1〜3.7%,Mo
0.85〜3.15%,Fe0.85〜3.15%を有する
Ti基合金からなるタービンブレードが記載されている
が、時効処理については示されていない。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-150316 discloses a turbine blade material of 3 to 5% Al, 2.1 to 3.7% V, Mo
A turbine blade made of a Ti-based alloy having 0.85 to 3.15% and 0.85 to 3.15% Fe is described, but no aging treatment is described.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、43
インチ以上の翼長を有する蒸気タービン翼として、翼部
とダブティル部との引張強さの差が小さく、ダブティル
の室温の引張強さが100kg/mm2 以上を有し、強度とと
もに適度な靭性を兼ね備えたα+β型相からなるTi基
合金製蒸気タービン翼とその製造方法及び蒸気タービン
発電プラントと低圧蒸気タービンを提供するものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to
As a steam turbine blade having a blade length above inches, smaller tensile strength difference between the blade portion and the dovetail portion, a room temperature tensile strength of the dovetail has a 100 kg / mm 2 or more, moderate toughness with strength An object of the present invention is to provide a steam turbine blade made of a Ti-based alloy having an α + β type phase, a method of manufacturing the same, a steam turbine power plant, and a low-pressure steam turbine.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、翼部及び複数
本のフォーク型2は逆のクリスマスツリー型のダブティ
ルを有する蒸気タービン翼において、前記翼部長さが前
記翼の回転数3000rpm に対して52インチ以上又は
前記回転数3600rpm に対して43インチ以上であ
り、前記ダブティルの室温の引張強さが100kg/mm2
以上、好ましくは110kg/mm2 以上であり、かつ前記
翼部の室温の引張強さの96%以上であるTi基合金よ
りなることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a steam turbine blade having a wing portion and a plurality of fork types 2 having inverted Christmas tree dovetails, wherein the wing portion length is larger than the rotation speed of the blade at 3000 rpm. At least 52 inches or 43 inches or more with respect to the rotation speed of 3600 rpm, and the tensile strength of the dovetil at room temperature is 100 kg / mm 2.
As described above, the wing portion is preferably made of a Ti-based alloy having a tensile strength of at least 110 kg / mm 2 and at least 96% of the tensile strength at room temperature of the blade.
【0008】本発明は、重量で、Al4〜8%,V4〜
8%及びSn1〜4%を含むTi基合金からなり、前記
ダブティルの室温の引張強さが100kg/mm2 以上、好
ましくは110kg/mm2以上及び室温のVノッチ衝撃値
(y)が(−0.022x+4.10)によって求められ
る値(kg−m)以上、又は前記翼部はその室温の引張強
さ(x)が105kg/mm2以上及び室温のVノッチ衝撃
値(y)が(−0.02x+3.98)によって求められる
値(kg−m)以上であり、前記ダブティルの室温の引張
強さが前記翼部の室温の引張強さの96%以上であるこ
とを特徴とする蒸気タービン翼にある。[0008] The present invention provides a method for preparing Al 4-8%, V4
The Dovel has a tensile strength at room temperature of 100 kg / mm 2 or more, preferably 110 kg / mm 2 or more, and a V notch impact value (y) at room temperature of (−). 0.022x + 4.10) value determined by (kg-m) or more, or the wings tensile strength of the room temperature (x) is 105 kg / mm 2 or more and V-notch impact value at room temperature (y) is (- 0.02x + 3.98) (kg-m) or more, and the tensile strength at room temperature of the dovetail is 96% or more of the tensile strength at room temperature of the wing portion. On the wings.
【0009】本発明は、翼部長さが前記翼の回転数30
00rpm に対して52インチ以上又は前記回転数360
0rpm に対して43インチ以上であり、重量で、Al4
〜10%,V4〜10%及びSn1〜5%を含むTi基
合金からなり、前記翼部は室温の引張強さ(x)が10
5kg/mm2 以上及び室温のVノッチ衝撃値(y)が(−
0.02x+3.98)によって求められる値(kg−m)
以上であり、又は前記ダブティルはその室温の引張強さ
(x)が100kg/mm2 以上及び室温のVノッチ衝撃値
(y)が(−0.022x+4.10)によって求められる
値(kg−m)以上であることを特徴とする蒸気タービン
翼にある。According to the present invention, the length of the wing portion is set to 30
At least 52 inches or 360 rpm for 00 rpm
At least 43 inches at 0 rpm and by weight Al4
-10%, V4-10% and Sn1-5%, and the wing has a room temperature tensile strength (x) of 10%.
V notch impact value (y) at 5 kg / mm 2 or more and room temperature is (-
0.02x + 3.98) (kg-m)
Or the Dovetil has a room-temperature tensile strength (x) of 100 kg / mm 2 or more and a V-notch impact value at room temperature.
(y) is equal to or more than the value (kg-m) obtained by (−0.022x + 4.10) in the steam turbine blade.
【0010】本発明は、Ti基合金製蒸気タービン翼の
製造方法において、本願図1に示す(時効温度,溶体化
温度)で表したA(605℃,855℃),B(590
℃,790℃),C(410℃,790℃)及びD(4
10℃,855℃)の4点を結ぶ範囲内で加熱後水冷す
る溶体化処理及び時効処理を行うことを特徴とするこ
と、前記(時効温度,溶体化温度)で表した領域が、本
願図2に示すE(525℃,855℃),F(510
℃,790℃),G(410℃,790℃),H(41
0℃,855℃)の4点を結ぶ範囲内で加熱後衝風冷却
する溶体化処理及び時効処理を施すことを特徴とするこ
と、最終熱処理前に、前記ダブティル部を最終形状に近
い状態に粗加工し、次いで、本願図3に示す(時効温
度,溶体化温度)で表したJ(685℃,855℃),
K(585℃,790℃),L(410℃,790℃),
M(410℃,855℃)の4点を結ぶ範囲内で加熱後
水冷する溶体化処理及び時効処理を施すことを特徴とす
ること、最終熱処理前に、前記ダブティル部を最終形状
に近い状態に粗加工し、次いで、本願図4に示す(時効
温度,溶体化温度)で表したN(575℃,855
℃),O(560℃,790℃),P(410℃,79
0℃),Q(410℃,855℃)の4点を結ぶ範囲で
加熱後衝風冷却する溶体化処理及び時効処理を施すこと
を特徴とすることのいずれかからなるものである。The present invention relates to a method of manufacturing a steam turbine blade made of a Ti-based alloy, in which A (605 ° C., 855 ° C.) and B (590) represented by (aging temperature, solution temperature) shown in FIG.
C, 790 ° C), C (410 ° C, 790 ° C) and D (4
(10.degree. C., 855.degree. C.), characterized by performing a solution treatment and an aging treatment by heating and water-cooling within a range connecting the four points. E (525 ° C, 855 ° C) and F (510
C, 790 ° C), G (410 ° C, 790 ° C), H (41
(0 ° C., 855 ° C.), characterized by applying a solution treatment and an aging treatment of heating and then blast cooling within a range connecting the four points. Before the final heat treatment, the dovetail portion is brought into a state close to the final shape. After roughing, J (685 ° C., 855 ° C.) represented by (aging temperature, solution heat temperature) shown in FIG. 3 of the present application,
K (585 ° C, 790 ° C), L (410 ° C, 790 ° C),
M (410 ° C., 855 ° C.), wherein a solution treatment and an aging treatment of heating and water cooling within a range connecting four points are performed, and before the final heat treatment, the dovetail portion is brought into a state close to a final shape. After roughing, N (575 ° C., 855) represented by (aging temperature, solution temperature) shown in FIG. 4 of the present application.
° C), O (560 ° C, 790 ° C), P (410 ° C, 79
(0 ° C.) and Q (410 ° C., 855 ° C.) in a range connecting the four points.
【0011】本発明は、高圧タービン,中圧タービン及
び低圧タービンを備えた蒸気タービン発電プラントにお
いて、前記低圧タービンの最終段動翼は翼部と複数本の
フォーク状のダブティルを有し、前述の蒸気タービン翼
によって構成することを特徴とする。According to the present invention, in a steam turbine power plant including a high-pressure turbine, an intermediate-pressure turbine and a low-pressure turbine, the last-stage moving blade of the low-pressure turbine has a blade portion and a plurality of fork-shaped dovetiles. It is characterized by being constituted by steam turbine blades.
【0012】本発明は、ロータシャフトと、該ロータシ
ャフトに植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を
案内する静翼及び該静翼を保持する内部ケーシングを有
する低圧蒸気タービンにおいて、前記動翼は左右対称に
各6段以上有し、前記ロータシャフト中心部に初段が植
設された複流構造であり、その最終段動翼は前述の蒸気
タービン翼からなることを特徴とするものである。The present invention relates to a low-pressure steam turbine having a rotor shaft, a rotor blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding the flow of steam to the rotor blade, and an internal casing holding the stationary blade. In the above, the rotor blade has a six-stage configuration in a symmetrical manner, and has a double-flow structure in which a first stage is implanted in a center portion of the rotor shaft, and a final-stage rotor blade includes the steam turbine blade described above. Is what you do.
【0013】Ti基合金は、熱間鍛造後に、α+β相を
有する温度領域で加熱・保持し強制冷却(溶体化)する
ことにより、α相とα′マルテンサイト二相組織が微細
化・均質化し、高延性・高靭性が得られる。さらに、こ
れに続く時効処理でα′マルテンサイトがα+β2相に
分解し、初析α粒と時効でαが析出した旧β粒の混粒形
態を形成することにより(時効硬化),高い強張強度や
疲労強度が得られる。溶体化温度は、Al4〜8%,V
4〜8%及びSn1〜4%を含むTi基合金の中の特に
Ti−6%Al−6%V−2%Snではβ変態点(約9
27℃)以下の800〜900℃の範囲が適切である。
特に、組み合わせによって790〜855℃がより好適
である。β変態点以上では、結晶粒の粗大化や初析α量
の減少により延性・靭性の低下を引き起こす。また、溶
体化温度を低くしすぎると、熱間鍛造組織が残留すると
ともに初析α量が増加し、適切な強度が得られない。続
く時効温度は、500〜600℃の範囲が適切である。
時効温度は、高くなるほど、引張強度が低下して、延性
・靭性が向上する。特に、溶体化処理温度との組み合わ
せによって410〜685℃での特定の組み合わせが好
適である。[0013] After hot forging, the Ti-based alloy is heated and held in a temperature region having an α + β phase and is forcibly cooled (solutioned), whereby the α-phase and α 'martensitic two-phase structure is refined and homogenized. , High ductility and high toughness can be obtained. Further, in the subsequent aging treatment, α ′ martensite is decomposed into α + β2 phase, and a mixed grain form of pro-eutectoid α grains and old β grains in which α precipitates due to aging (age hardening), resulting in high tonicity. Strength and fatigue strength can be obtained. Solution temperature is Al 4-8%, V
Among Ti-based alloys containing 4 to 8% and Sn 1 to 4%, in particular, for the Ti-6% Al-6% V-2% Sn, the β transformation point (about 9%) is used.
A range of 800 to 900 ° C. below 27 ° C.) is appropriate.
In particular, 790 to 855 ° C. is more preferable depending on the combination. Above the β transformation point, the ductility and toughness decrease due to the coarsening of crystal grains and the decrease in the amount of pro-eutectoid α. On the other hand, if the solution temperature is too low, the hot forged structure remains and the amount of pro-eutectoid α increases, so that an appropriate strength cannot be obtained. The subsequent aging temperature is suitably in the range of 500 to 600 ° C.
As the aging temperature increases, the tensile strength decreases, and the ductility and toughness improve. In particular, a specific combination at 410 to 685 ° C. depending on the combination with the solution treatment temperature is suitable.
【0014】本願発明で用いるTi基合金の成分の好ま
しい範囲の理由は以下の通りである。The reasons for the preferred ranges of the components of the Ti-based alloy used in the present invention are as follows.
【0015】Al:代表的なα安定化元素で、(α+β)
型Ti基合金には必須の添加元素である。Al量が4%
未満では(α+β)型合金になりにくく、材料として十分
な強度が得られにくい。一方、Al量が10%を超える
と、金属間化合物のTi3Alが生成し、靭性が著しく
低下するので、好ましくない。Al: a typical α-stabilizing element, (α + β)
Is an indispensable additive element for the type Ti-based alloy. Al content is 4%
If it is less than (α + β), it is difficult to obtain an (α + β) type alloy, and it is difficult to obtain sufficient strength as a material. On the other hand, if the Al content exceeds 10%, Ti 3 Al, which is an intermetallic compound, is generated, and the toughness is remarkably reduced.
【0016】特に、Al量は4〜8%が好ましい。In particular, the Al content is preferably 4 to 8%.
【0017】V;β相を安定化させると同時にβ変態点
を低下させる重要な添加元素である。焼鈍後あるいは溶
体化処理後のα相の急速な生成および増大を抑制し、α
相を微細に析出させる効果がある。V含有量が4%未満
では、β変態点を十分に低下させることができず、また
β相を安定化する効果も小さくなるので、焼鈍中または
溶体化後にα相の生成を抑制する効果が得られない。一
方、V含有量が10%を超えるとβ相の安定度が大きく
なりすぎ、(α+β)の好ましい2相組織が得られにく
いので、強度の点で不十分なものとなる。特に、V含有
量は4〜8%が好ましい。V is an important additive element that stabilizes the β phase and lowers the β transformation point. Suppress rapid formation and increase of α phase after annealing or solution treatment,
This has the effect of precipitating the phase finely. If the V content is less than 4%, the β transformation point cannot be sufficiently reduced, and the effect of stabilizing the β phase also decreases. Therefore, the effect of suppressing the formation of the α phase during annealing or after solution treatment is reduced. I can't get it. On the other hand, if the V content exceeds 10%, the stability of the β phase becomes too large, and it is difficult to obtain a preferable two-phase structure of (α + β), so that the strength becomes insufficient. In particular, the V content is preferably 4 to 8%.
【0018】Sn:β相を安定化させ、同時に粒成長を
抑制する効果を有する。従って、Alと同様に、焼鈍後
あるいは溶体化後のα相の急速な生成および増大を抑制
し、α相の急速な生成および増大を抑制し、α相を微細
に析出させるために重要であるだけでなく、組織全体を
微細化する効果があり、高強度化の上で重要な位置を占
める添加成分である。Sn含有量が1%未満では焼鈍中
あるいは溶体化後に結晶粒が粗大化し、上述した所望の
効果が得られにくい。一方、Sn含有量が5%を超える
と、β相が安定化し過ぎて好ましい2相組織が得られに
くく、より高い強度の向上が望めない。特に、Sn含有
量は1〜4%が好ましい。Sn: has the effect of stabilizing the β phase and, at the same time, suppressing grain growth. Therefore, similarly to Al, it is important to suppress the rapid generation and increase of the α phase after annealing or solution treatment, to suppress the rapid generation and increase of the α phase, and to precipitate the α phase finely. Not only that, it is an additive component that has the effect of miniaturizing the entire structure and occupies an important position in increasing the strength. If the Sn content is less than 1%, the crystal grains become coarse during annealing or after solution treatment, and it is difficult to obtain the above-mentioned desired effects. On the other hand, if the Sn content exceeds 5%, the β phase becomes too stable, so that it is difficult to obtain a preferable two-phase structure, and a higher improvement in strength cannot be expected. In particular, the Sn content is preferably 1 to 4%.
【0019】低圧タービンの最終段動翼として前述のT
i合金が翼部長さが3600rpm に対し43インチ以上
又は3000rpm に対し52インチ以上に対して用いら
れ、特に、Al5〜7%,V5〜7%及びSn1〜3
%,Fe0.2〜1.5% ,O0.20%以下,Cu0.
3〜1.5%,残Tiからなる合金が好ましく、前述と
同様の熱処理を施すのが好ましい。As the last stage rotor blade of the low pressure turbine, the aforementioned T
i-alloy is used for wing lengths of 43 inches or more for 3600 rpm or 52 inches or more for 3000 rpm, especially 5 to 7% of Al, 5 to 7% of V, and 1 to 3 of Sn.
%, Fe 0.2 to 1.5%, O 0.20% or less, Cu 0.2%
An alloy composed of 3 to 1.5% with the remaining Ti being preferred is preferably subjected to the same heat treatment as described above.
【0020】上述の要件は以下の発明に適用できるもの
である。The above requirements are applicable to the following inventions.
【0021】本発明は、前述の蒸気タービン発電プラン
トにおいて、前記高圧タービン及び中圧タービン又は高
中圧タービンは初段動翼への水蒸気入口温度が538〜
660℃(好ましくは593〜620℃,620〜630
℃,630〜640℃)の範囲に対し、前記低圧タービ
ンは初段動翼への水蒸気入口温度が350〜400℃の
範囲に対し、前記高圧タービン及び中圧タービン又は高
中圧タービンの前記水蒸気入口温度にさらされるロータ
シャフト又はロータシャフト,動翼,静翼及び内部ケー
シングの全部がCr8〜13重量%を含有する高強度マ
ルテンサイト鋼によって構成され、又はこれらのうち前
記動翼の初段又は2段、又は3段までをNi基合金によ
って構成されることが好ましい。According to the present invention, in the above-described steam turbine power plant, the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine or the high- and medium-pressure turbine have a steam inlet temperature to the first stage rotor blade of 538 to 538.
660 ° C (preferably 593-620 ° C, 620-630
C., 630 to 640 ° C.), the low-pressure turbine has a steam inlet temperature to the first stage rotor blade of 350 to 400 ° C., and the steam inlet temperature of the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine or the high-medium-pressure turbine. The rotor shaft or rotor shaft, rotor blades, stator blades and inner casing which are exposed to all are composed of high-strength martensitic steel containing 8 to 13% by weight of Cr, or among them, the first or second stage of the rotor blades, Alternatively, it is preferable that up to three stages are made of a Ni-based alloy.
【0022】本発明に係る高圧タービン,中圧タービン
又は高中圧タービンは、ロータシャフトと、該ロータシ
ャフトに植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を
案内する静翼及び該静翼を保持する内部ケーシングを有
し、前記水蒸気の前記動翼の初段に流入する温度が53
8〜660℃及び圧力が250kgf/cm2以上(好ましく
は246〜316kgf/cm2)又は170〜200kgf/
cm2 であって、前記ロータシャフト又はロータシャフト
と動翼及び静翼の少なくとも初段とが各蒸気温度(好ま
しくは566℃,593℃,610℃,625℃,64
0℃,650℃,660℃)に対応した温度での105
時間クリープ破断強度が10kgf/mm2以上(好ましくは
17kgf/mm2 以上)であるCr8.5〜13重量%
(好ましくは10.5〜11.5重量%)を含有する全焼
戻しマルテンサイト組織を有する高強度マルテンサイト
鋼からなり、又はこれらのうち前記動翼の初段又は2段
又は3段までをNi基合金からなり、前記内部ケーシン
グが前記各蒸気温度に対応した温度での105時間クリ
ープ破断強度が10kgf/mm2以上(好ましくは10.5k
gf/mm2以上)であるCr8〜9.5重量%を含有する
マルテンサイト鋳鋼からなる高圧蒸気タービン,中圧蒸
気タービン又は高圧側タービンより出た蒸気を加熱し、
高圧側入口温度と同等以上に加熱して中圧側タービンに
送る高中圧一体型蒸気タービンとするのが好ましい。A high-pressure turbine, a medium-pressure turbine or a high-to-medium pressure turbine according to the present invention comprises a rotor shaft, a moving blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding the flow of steam into the moving blade, and An inner casing for holding the stationary blades, wherein the temperature at which the steam flows into the first stage of the bucket is
8 to 660 ° C and a pressure of 250 kgf / cm 2 or more (preferably 246 to 316 kgf / cm 2 ) or 170 to 200 kgf / cm 2
cm 2 , and the rotor shaft or the rotor shaft and at least the first stage of the moving blade and the stationary blade have respective steam temperatures (preferably 566 ° C., 593 ° C., 610 ° C., 625 ° C., 64
0 ℃, 650 ℃, 5 10 at a temperature corresponding to the 660 ° C.)
Time creep rupture strength 10 kgf / mm 2 or more (preferably 17 kgf / mm 2 or more) Cr8.5~13 wt%
(Preferably 10.5 to 11.5% by weight) of a high-strength martensitic steel having a fully tempered martensite structure, or of which the first stage, the second stage or the third stage of the blade is Ni-based. Alloy, and the inner casing has a 10 5 hour creep rupture strength of 10 kgf / mm 2 or more (preferably 10.5 k) at a temperature corresponding to each steam temperature.
gf / mm 2 or more) by heating a high-pressure steam turbine, a medium-pressure steam turbine or a high-pressure side turbine made of a martensitic cast steel containing 8 to 9.5% by weight of Cr,
It is preferable to use a high-to-medium pressure integrated steam turbine that is heated to a temperature equal to or higher than the high-pressure side inlet temperature and sent to the medium-pressure side turbine.
【0023】高圧タービン及び中圧タービン又は高中圧
一体型蒸気タービンにおいて、前記ロータシャフト又は
前記動翼及び静翼の少なくとも一方の初段が重量で、C
0.05〜0.20%,Si0.6%以下、好ましくは0.1
5%以下,Mn1.5%以下、好ましくは0.05〜1.
5%,Cr8.5〜13%、好ましくは9.5〜13%,
Ni0.05〜1.0%,V0.05〜0.5%、好ましく
は0.05〜0.35%,Nb及びTaの少なくとも1種
0.01〜0.20%,N0.01〜0.1%、好ましくは
0.01〜0.06%,Mo1.5%以下、好ましくは0.
05〜1.5%,W0.1〜4.0%、好ましくは1.0〜
4.0%,Co10%以下、好ましくは0.5〜10%,
B0.03%以下、好ましくは0.0005〜0.03%
を含み、78%以上のFeを有する高強度マルテンサイ
ト鋼が好ましく、593〜660℃の蒸気温度に対応す
るのが好ましく、又はC0.1〜0.25%,Si0.6
%以下,Mn1.5%以下,Cr8.5〜13%,Ni0.
05〜1.0%,V0.05〜0.5%,W0.10〜0.
65%,Nb及びTaの少なくとも1種0.01〜0.2
0% ,Al0.1%以下,Mo1.5%以下,N0.02
5〜0.1%を有し、80%以上のFeを有する高強度
マルテンサイト鋼が好ましく、600〜620℃未満に対
応するのが好ましい。前記内部ケーシングは重量でC
0.06〜0.16%,Si0.5% 以下,Mn1%以下,
Ni0.2〜1.0%,Cr8〜12%,V0.05〜0.
35%,Nb及びTaの少なくとも1種0.01〜0.1
5%,N0.01〜0.8%,Mo1%以下,W1〜4
%,B0.0005〜0.003%を含み、85%以上の
Feを有する高強度マルテンサイト鋼からなるのが好ま
しい。In the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine or the high-intermediate-pressure integrated steam turbine, the first stage of the rotor shaft or at least one of the moving blade and the stationary blade is C by weight.
0.05 to 0.20%, Si 0.6% or less, preferably 0.1
5% or less, Mn 1.5% or less, preferably 0.05 to 1.
5%, Cr 8.5-13%, preferably 9.5-13%,
Ni 0.05 to 1.0%, V 0.05 to 0.5%, preferably 0.05 to 0.35%, at least one of Nb and Ta 0.01 to 0.20%, N 0.01 to 0. 0.1%, preferably 0.01 to 0.06%, Mo 1.5% or less, preferably 0.1%
0.5 to 1.5%, W 0.1 to 4.0%, preferably 1.0 to 1.0%
4.0%, Co 10% or less, preferably 0.5 to 10%,
B 0.03% or less, preferably 0.0005 to 0.03%
High strength martensitic steel containing 78% or more of Fe is preferable, and preferably corresponds to a steam temperature of 593 to 660 ° C, or C 0.1 to 0.25%, Si 0.6
%, Mn 1.5% or less, Cr 8.5-13%, Ni 0.5%
0.05 to 1.0%, V 0.05 to 0.5%, W 0.10 to 0.1%.
65%, at least one of Nb and Ta 0.01 to 0.2
0%, Al 0.1% or less, Mo 1.5% or less, N 0.02
High-strength martensitic steel with 5 to 0.1% and 80% or more Fe is preferred and preferably corresponds to 600 to less than 620 ° C. The inner casing is C by weight
0.06-0.16%, Si 0.5% or less, Mn 1% or less,
Ni 0.2-1.0%, Cr 8-12%, V 0.05-0.5.
35%, at least one of Nb and Ta 0.01 to 0.1
5%, N 0.01 to 0.8%, Mo 1% or less, W1 to 4
%, B 0.0005 to 0.003%, and is preferably made of a high-strength martensitic steel having 85% or more of Fe.
【0024】本発明に係る蒸気タービン発電プラントに
おいて、高圧蒸気タービンは、前記動翼が7段以上、好
ましくは9〜12段以上有し、初段が複流であり、更に
中圧蒸気タービンは、前記動翼が左右対称に各6段以上
を有し、前記ロータシャフト中心部に初段が植設された
複流構造であり、また、高中圧一体型蒸気タービンは、
高圧側前記動翼は6段以上好ましくは7段以上、より好
ましくは8段以上及び中圧側前記動翼は5段以上好まし
くは6段以上有し、そして、低圧蒸気タービンは、前記
動翼が左右対称に各5段以上、好ましくは6段以上、よ
り好ましくは8〜10段有し、前記ロータシャフト中心
部に初段が植設された複流構造であるものが好ましい。In the steam turbine power plant according to the present invention, in the high-pressure steam turbine, the moving blade has at least seven stages, preferably at least nine to twelve stages, and the first stage has a double flow. The bucket has a double-flow structure in which the rotor blades have six or more stages each symmetrically, and the first stage is implanted in the center of the rotor shaft.
The high pressure side moving blade has 6 stages or more, preferably 7 stages or more, more preferably 8 stages or more, and the medium pressure side moving blade has 5 stages or more, preferably 6 stages or more. It preferably has a double-flow structure in which each stage has 5 or more stages, preferably 6 or more stages, more preferably 8 to 10 stages, and the first stage is planted at the center of the rotor shaft.
【0025】本発明に係る低圧タービンは、初段動翼へ
の蒸気入口温度が350〜400℃が好ましく、そのロ
ータシャフトは軸受中心間距離(L)が6500mm以上
(好ましくは6600〜7500mm)及び前記静翼が設
けられた部分での最小直径(D)が750〜1300mm
(好ましくは760〜900mm)であり、前記(L/
D)が5〜10、好ましくは7〜10(より好ましくは
8.0〜9.0)である前述のNi3.25〜4.25重量
%を含有するNi−Cr−Mo−V低合金鋼からなるも
のが好ましい。In the low-pressure turbine according to the present invention, the steam inlet temperature to the first stage rotor blade is preferably 350 to 400 ° C., and the rotor shaft has a bearing center distance (L) of 6500 mm or more (preferably 6600 to 7500 mm) and The minimum diameter (D) at the part where the stator vanes are provided is 750 to 1300 mm
(Preferably 760 to 900 mm), and the (L /
D) 5 to 10, preferably 7 to 10 (more preferably 8.0 to 9.0) Ni-Cr-Mo-V low alloy steel containing 3.25 to 4.25% by weight of Ni described above. Is preferred.
【0026】本発明に係る低圧蒸気タービンは、翼部長
さが前記水蒸気流の上流側から下流側に従って80〜1
300mm有し、前記ロータシャフトの前記動翼の植込み
部直径が前記静翼に対応する部分の直径より大きく、前
記植込み部の軸方向の幅は前記下流側が上流側に比べ好
ましくは3段階以上(より好ましくは4〜7段階)で段
階的に大きくなっており、前記翼部長さに対する比率が
0.2〜0.8(好ましくは0.3〜0.55)で前記上流
側から下流側に従って小さくなっていること、隣り合う
各段の前記翼部長さは前記下流側が上流側に比べて大き
くなっており、その比は1.2〜1.8(好ましくは1.
4〜1.6)の範囲で徐々に前記下流側で前記比率が大
きくなっていること、前記ロータシャフトの前記静翼部
に対応する部分の軸方向の幅は前記下流側が上流側に比
べ好ましくは3段階以上(より好ましくは4〜7段階)
で段階的に大きくなっており、前記動翼の隣り合う下流
側翼部長さに対する比率が0.2〜1.4(好ましくは
0.25〜1.25 特に0.5〜0.9)の範囲で前記下流
側になるに従って段階的に前記比率が小さくなっている
ことのいずれか又は組み合わせが好ましい。[0026] In the low-pressure steam turbine according to the present invention, the blade length may be from 80 to 1 from upstream to downstream of the steam flow.
The rotor blade has a diameter of 300 mm, and a diameter of an implanted portion of the rotor blade of the rotor shaft is larger than a diameter of a portion corresponding to the stationary blade. An axial width of the implanted portion is preferably three stages or more on the downstream side as compared with the upstream side ( (Preferably 4 to 7 steps), and the ratio to the wing length is 0.2 to 0.8 (preferably 0.3 to 0.55), and the ratio from the upstream side to the downstream side is larger. The wing length of each adjacent stage is smaller on the downstream side than on the upstream side, and the ratio is 1.2 to 1.8 (preferably 1.0.
In the range of 4 to 1.6), the ratio is gradually increased on the downstream side, and the axial width of a portion of the rotor shaft corresponding to the stationary blade portion is preferably such that the downstream side is more upstream than the upstream side. Means 3 or more steps (more preferably 4 to 7 steps)
And the ratio of the moving blade to the adjacent downstream blade length is in the range of 0.2 to 1.4 (preferably 0.25 to 1.25, particularly 0.5 to 0.9). It is preferable that the ratio is gradually decreased toward the downstream side.
【0027】以下、低圧タービンの他の構成材料につい
て説明する。Hereinafter, other constituent materials of the low-pressure turbine will be described.
【0028】(1)低圧蒸気タービンロータシャフトは
重量で、C0.2〜0.35%,Si0.1%以下,Mn
0.2%以下,Ni3.25〜4.25%,Cr1.25〜
2.25%,Mo0.1〜0.6%,V0.05〜0.25%
を有する全焼戻しベーナイト組織を有する低合金鋼が好
ましく、前述の高圧,中圧ロータシャフトと同様の製法
によって製造されるのが好ましい。特に、Si量は0.
01〜0.05%,Mn0.05〜0.2%の他P,S,A
s,Sb,Sn等の不純物を極力低めた原料を用い、総
量0.025% 以下とするように用いられる原材料の不
純物の少ないものを使用するスーパークリーン化した製
造とするのが好ましい。P,S各0.010% 以下、S
n,As0.005%以下,Sb0.001%以下が好ま
しい。(1) The low-pressure steam turbine rotor shaft is 0.2 to 0.35% C, 0.1% or less Si, Mn
0.2% or less, Ni 3.25 to 4.25%, Cr 1.25 to
2.25%, Mo 0.1 to 0.6%, V 0.05 to 0.25%
Preferably, the alloy is a low-alloy steel having a fully tempered bainite structure and having the same structure as that of the high-pressure / medium-pressure rotor shaft described above. In particular, the amount of Si is 0.1.
01 to 0.05%, Mn 0.05 to 0.2%, P, S, A
It is preferable to use a raw material in which impurities such as s, Sb, and Sn are reduced as much as possible, and to use a super-cleaning production method in which raw materials having a small amount of impurities are used so that the total amount is 0.025% or less. P and S each 0.010% or less, S
n, As is preferably 0.005% or less, and Sb is preferably 0.001% or less.
【0029】(2)低圧タービン用ブレートの最終段以
外及びノズルは、C0.05〜0.2%,Si0.1〜0.
5%,Mn0.2〜1.0%,Cr10〜13%,Mo
0.04〜0.2%を有する全焼戻しマルテンサイト鋼が
好ましい。(2) Other than the last stage of the blade for the low-pressure turbine and the nozzles, C 0.05-0.2%, Si 0.1-0.1%.
5%, Mn 0.2-1.0%, Cr 10-13%, Mo
A fully tempered martensitic steel having 0.04 to 0.2% is preferred.
【0030】(3)低圧タービン用内部及び外部ケーノ
ングともにC0.2〜0.3%,Si0.3〜0.7%,M
n1%以下を有する炭素鋳鋼が好ましい。(3) Both low and high pressure turbine internal and external cannons have C of 0.2 to 0.3%, Si of 0.3 to 0.7%, and M
Carbon cast steel with n1% or less is preferred.
【0031】(4)主蒸気止め弁ケーシング及び蒸気加
減弁ケーシングはC0.1〜0.2%,Si0.1〜0.4
%,Mn0.2〜1.0%,Cr8.5〜10.5%,Mo
0.3〜1.0% ,W1.0〜3.0%,V0.1〜0.3
%,Nb0.03〜0.1%,N0.03〜0.08%,B
0.0005〜0.003%を含む全焼戻しマルテンサイ
ト鋼が好ましい。(4) The main steam stop valve casing and the steam control valve casing are C 0.1-0.2%, Si 0.1-0.4.
%, Mn 0.2 to 1.0%, Cr 8.5 to 10.5%, Mo
0.3 to 1.0%, W 1.0 to 3.0%, V 0.1 to 0.3
%, Nb 0.03 to 0.1%, N 0.03 to 0.08%, B
A fully tempered martensitic steel containing 0.0005 to 0.003% is preferred.
【0032】[0032]
【発明の実施の形態】〔実施例1〕本発明に係る蒸気タ
ービン翼材として、重量で、Al5.89%,V5.98
%,Fe0.33%,O0.16%,Sn2.31%,C
u0.40%,残部Tiからなるα+β型Ti合金を用
いた。初析α相は溶体化温度が800℃では48〜55
%,850℃では37〜46%,900℃では22〜2
8%であった。[Embodiment 1] As a steam turbine blade material according to the present invention, Al 5.89% by weight and V 5.98 by weight.
%, 0.33% Fe, 0.16% O, 2.31% Sn, C
An α + β-type Ti alloy consisting of 0.40% u and the balance Ti was used. The pro-eutectoid α phase has a solution temperature of 800 to
%, 37-46% at 850 ° C, 22-2 at 900 ° C
8%.
【0033】翼部長さが45インチの長翼の最も厚肉部
となるダブティル形状素材の鍛造品(400mm,190
mm,110mm)を作製し、800〜900℃×1時間の
溶体化処理及び500〜600℃×4時間の時効処理を
行い、ダブティル部の肉厚中央に相当する1/2t部及
び翼部に相当する1/4t部より試験片を採取し、室温
での引張試験及び衝撃試験を行った。衝撃試験はVノッ
チのもので、断面積は0.8cm2である。なお、溶体化処
理における冷却は、水冷及び衝風冷却の2通りとした。
冷却速度による強度は、試験片採取位置により評価し
た。A forged product (400 mm, 190 mm) made of a dove-tiled material which is the thickest part of a long wing having a wing length of 45 inches
mm, 110 mm), and subjected to a solution treatment at 800 to 900 ° C. × 1 hour and an aging treatment at 500 to 600 ° C. × 4 hours, to a 1 / 2t portion corresponding to the center of the thickness of the dovetail portion and a wing portion. A test specimen was taken from the corresponding 1/4 t portion and subjected to a tensile test and an impact test at room temperature. The impact test was for a V notch and the cross-sectional area was 0.8 cm 2 . The cooling in the solution treatment was of two types, water cooling and blast cooling.
The strength at the cooling rate was evaluated based on the position at which the test piece was collected.
【0034】表1に溶体化処理として水冷による水冷材
の1/4t部の引張強さ及び衝撃吸収エネルギを、表2
に1/2t部の引張強さ及び衝撃吸収エネルギを示す。
冷却速度の早い1/4t部では、いずれの熱処理でも目
標強度110kg/mm2 以上を満足するが、時効温度の上
昇に伴って、強度は低下し、裕度が小さくなる。一方、
冷却速度の遅い1/2t部では、900℃の溶体化で、
目標強度110kg/mm2 以上を満足しないが、800℃
と500℃及び600℃,850℃と500℃及び60
0℃の溶体化と時効温度の組み合わせではほぼ満足する
ものである。また、冷却速度の早い1/4t部の結果と
比較すると、溶体化温度が低いほど冷却速度の影響が小
さく、溶体化温度が高いほど時効温度の影響が小さくな
っている。一方、衝撃吸収エネルギについては、顕著な
差は見られず、強度確保による破壊靭性値の低下は小さ
いものと考えられる。これらの結果より、目標強度を得
るための時効温度と溶体化温度の関係を整理すると、溶
体化時水冷却の場合、図1に示すハッチング部、すなわ
ち、A(605℃,855℃),B(590℃,790
℃),C(410℃,790℃),D(410℃,85
5℃)の4点を結ぶ範囲が好適である。Table 1 shows the tensile strength and the energy absorption of a 1/4 t portion of the water-cooled material by water cooling as a solution treatment.
Fig. 2 shows the tensile strength and the impact absorption energy of a 1 / 2t part.
In the 1 / t portion where the cooling rate is high, the target strength of 110 kg / mm 2 or more is satisfied in any of the heat treatments, but as the aging temperature increases, the strength decreases and the tolerance decreases. on the other hand,
In the 1 / 2t section where the cooling rate is slow, the solution solution at 900 ° C
Target strength of 110 kg / mm 2 or more is not satisfied, but 800 ° C
And 500 ° C and 600 ° C, 850 ° C and 500 ° C and 60
The combination of the solution of 0 ° C. and the aging temperature is almost satisfactory. Also, as compared with the result of the 1 / 4t portion where the cooling rate is fast, the effect of the cooling rate is smaller as the solution heat temperature is lower, and the effect of the aging temperature is smaller as the solution heat temperature is higher. On the other hand, there is no remarkable difference in the impact absorption energy, and it is considered that the decrease in the fracture toughness value due to securing the strength is small. From these results, the relationship between the aging temperature and the solution temperature for obtaining the target strength is summarized. In the case of water cooling during solution, the hatched portions shown in FIG. 1, that is, A (605 ° C., 855 ° C.), B (590 ° C, 790
° C), C (410 ° C, 790 ° C), D (410 ° C, 85
(5 ° C.) is preferable.
【0035】また、前述のようにダブティル部の強度は
溶体化処理温度が800℃以下では翼部の強度の約99
%を有するが、850℃及び900℃と高めると各々9
6%及び92%と低下してしまうので、溶体化処理温度
と時効処理温度とを図1のように調整し、ダブティル部
の強度が翼部に対して96%以上有するようにする。As described above, the strength of the dovetail portion is about 99% less than the strength of the blade portion when the solution treatment temperature is 800 ° C. or less.
%, But when the temperature is increased to 850 ° C. and 900 ° C., 9
Since the temperature is lowered to 6% and 92%, the solution treatment temperature and the aging treatment temperature are adjusted as shown in FIG. 1 so that the strength of the dovetail portion is 96% or more of the blade portion.
【0036】[0036]
【表1】 [Table 1]
【0037】[0037]
【表2】 [Table 2]
【0038】表3は、衝風冷却による1/2t部(冷却
速度の最も遅い部分)の引張強さ及び衝撃吸収エネルギ
を示す。水冷材同様、目標強度を得るための時効温度と
溶体化温度の関係を整理すると、溶体化処理時に衝風冷
却した場合、前述のダブティル部と翼部とで強度差が小
さくするには図2に示すハッチング部、すなわち、E
(525℃,855℃),F(510℃,790℃),G
(410℃,790℃),H(410℃,855℃)の4
点を結ぶ範囲での時効処理温度及び溶体化処理温度が好
適である。Table 3 shows the tensile strength and the impact absorption energy of a 1 / 2t portion (the portion where the cooling rate is the slowest) by the impingement cooling. Similar to the water-cooled material, the relationship between the aging temperature and the solution temperature for obtaining the target strength is summarized. When the impingement cooling is performed during the solution treatment, the difference in strength between the dovetail portion and the wing portion can be reduced as shown in FIG. The hatched portion shown in FIG.
(525 ° C, 855 ° C), F (510 ° C, 790 ° C), G
(410 ° C, 790 ° C), H (410 ° C, 855 ° C)
The aging treatment temperature and the solution treatment temperature in the range connecting the points are preferable.
【0039】表3に示す様に、ダブティル部に相当する
強度は翼部のそれに対して96%以上の優れた強度が得
られることが分る。As shown in Table 3, the strength corresponding to the dovetail portion is 96% or more superior to that of the wing portion.
【0040】800℃衝風冷却材の0.02% 耐力は1
/4t部で93〜101kg/mm2 ,1/2t部で93〜
100kg/mm2,0.2%耐力は1/4t部で103〜1
06kg/mm2 ,1/2t部で96〜107kg/mm2 であ
り、伸び率はいずれも15〜17%,絞り率は1/4t
部で22〜43%,1/2t部で40〜50%であっ
た。Hv硬さは335〜356であった。0.02% proof stress of 800 ° C. blast coolant is 1
93 to 101 kg / mm 2 for the tt section, 93 to 101 kg / mm 2 for the 1/2 t section
100kg / mm 2 , 0.2% proof stress is 103 ~ 1 in 1 / 4t section
06kg / mm 2, a 1 / 2t part in 96~107kg / mm 2, even 15 to 17% either elongation, the drawing rate 1 / 4t
Part was 22-43%, and 1 / 2t part was 40-50%. Hv hardness was 335-356.
【0041】[0041]
【表3】 [Table 3]
【0042】一方、厚肉部の冷却速度を増加させる方法
として、熱処理前にダブティルの粗加工、すなわちダブ
ティルをフォーク型にした場合には各フォークに対応し
てスリットを加工しておく方法がある。この方法では、
スリットの間隔が1/4tより小さく、5から10個程
度はいるため、前表面から冷却され、全体の冷却速度は
加工前の状態の1/4t部並み以上になる。したがっ
て、表1の結果から、厚肉部と薄肉部での目標強度を得
るための時効温度と溶体化温度の関係を整理すると、ス
リット加工後、溶体化,水冷する場合、図3に示すハッ
チング部、すなわち、J(685℃,855℃),K(5
85℃,790℃),L(410℃,790℃),M
(410℃,855℃)の4点を結ぶ範囲の熱処理が可
能となる。溶体化時衝風冷却の場合も同様で、表3の結
果から、目標強度を得るための時効温度と溶体化温度の
関係を整理すると、スリット加工後、溶体化,衝風冷却
する場合、図4に示すハッチング部、すなわち、N(5
75℃,855℃),O(560℃,790℃),P
(410℃,790℃),Q(410℃,855℃)の
4点を結ぶ範囲の熱処理が可能となる。On the other hand, as a method of increasing the cooling rate of the thick portion, there is a method of roughing a dovetil before heat treatment, that is, a method of forming a slit corresponding to each fork when the dovetil is forked. . in this way,
Since the interval between the slits is smaller than 1 / 4t and there are about 5 to 10 slits, the cooling is performed from the front surface, and the overall cooling rate is equal to or higher than that of the 1 / 4t portion before processing. Therefore, based on the results in Table 1, the relationship between the aging temperature and the solution temperature for obtaining the target strength in the thick portion and the thin portion is summarized. In the case of performing the solution and water cooling after the slit processing, the hatching shown in FIG. Parts: J (685 ° C., 855 ° C.), K (5
85 ° C, 790 ° C), L (410 ° C, 790 ° C), M
(410 ° C., 855 ° C.) enables heat treatment in a range connecting four points. The same applies to the case of blast cooling during solution treatment. From the results in Table 3, the relationship between the aging temperature and the solution treatment temperature for obtaining the target strength is summarized. 4, that is, N (5
75 ° C, 855 ° C), O (560 ° C, 790 ° C), P
(410 ° C., 790 ° C.) and Q (410 ° C., 855 ° C.) can be heat-treated in a range connecting the four points.
【0043】尚、ダブティルの形にはフォーク型,逆ク
リスマスツリー型,鞍型があり、いずれにも対応でき
る。Incidentally, the dovetail shape includes a fork type, an inverted Christmas tree type, and a saddle type.
【0044】図5は1/2tと1/4tの引張強さの関
係を示す線図である。図5に示すように、溶体化処理温
度が800℃及び850℃では溶体化処理温度における
肉厚の影響による差が小さく、1/4tの厚さに対し1
/2tの厚さでの強度が96.0%以上である。しかし、9
00℃での溶体化処理では肉厚に対する影響を受け、9
4.4% 以下と強度が低下してしまうので好ましくな
い。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the tensile strength of 1 / 2t and 1 / 4t. As shown in FIG. 5, when the solution heat treatment temperature was 800 ° C. and 850 ° C., the difference due to the effect of the thickness at the solution heat treatment temperature was small.
The strength at a thickness of / 2t is 96.0% or more. But 9
The solution treatment at 00 ° C. is affected by the wall thickness.
If it is less than 4.4%, the strength is undesirably reduced.
【0045】図6は翼部の厚さに相当する1/4tにお
ける衝撃吸収エネルギ(y)と引張強さ(x)との関係
を示す線図である。下限の線はy=−0.02x+3.9
8に相当し、上限の線はy=−0.02x+4.12に相
当し、本実施例におけるTi基合金は翼部に相当する部
分をこれらの線の範囲内とすることによって肉厚の差に
よる影響の少ないブレードを得ることができる。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the impact absorption energy (y) and the tensile strength (x) at 1/4 t corresponding to the thickness of the wing. The lower line is y = -0.02x + 3.9
8, the upper limit line corresponds to y = −0.02x + 4.12, and the difference in wall thickness of the Ti-based alloy in this embodiment is obtained by setting the portion corresponding to the wing portion within the range of these lines. Can be obtained with less influence of the blade.
【0046】図7はダブティルの厚さに相当する1/2
tにおける衝撃吸収エネルギ(y)と引張強さ(x)との
関係を示す線図である。下限の線はy=−0.022x
+4.10 に相当し、上限の線はy=−0.022x+
4.35に相当し、本実施例におけるTi基合金はダブ
ティルに相当する部分をこれらの線の範囲内とすること
によって上述の翼部との引張強さ及び衝撃吸収エネルギ
の差の少ないブレードを得ることができる。FIG. 7 shows a half corresponding to the dovetail thickness.
It is a diagram which shows the relationship between the impact absorption energy (y) and the tensile strength (x) at t. The lower line is y = -0.022x
+4.10, and the upper limit line is y = −0.022x +
The Ti-based alloy in this embodiment corresponds to 4.35, and the portion corresponding to the dovetail is within the range of these lines, so that a blade having a small difference in tensile strength and shock absorption energy from the above-mentioned wing portion can be obtained. Obtainable.
【0047】更に、1/2t及び1/4tにおける衝撃
吸収エネルギ値は水冷材がダブティル部にくらべ翼部の
方が高く、衝風冷却材が翼部にくらべダブティル部の方
が高く、いずれも5%以内で高くなっている。Furthermore, the impact absorption energy values at 1 / 2t and 1 / 4t are higher in the wing portion of the water-cooled material than in the dove-til portion, and higher in the dove-til portion of the blast coolant than in the wing portion. It is high within 5%.
【0048】〔実施例2〕図8は3600rpm 用翼部長
さ43インチの蒸気温度538〜650℃蒸気タービン
用の低圧タービンの最終段蒸気タービン翼の斜視図であ
る。ダブティル52は8本のフォークによって形成さ
れ、翼部長さ46インチにおいては9本となる。本実施
例では実施例1に記載のTi基合金が用いられ、特にダ
ブティル部の引張強さが110kg/mm2 以上で、ダブテ
ィル部の引張強さを翼部の引張強さの96%以上とする
ものを用いるのが好ましい。53はピンを挿入する穴で
あり、54はエロージョンシールドでV10〜20%,
Cr1.5〜5%,Al1.5〜5%及びSn1.5〜5
% を含むTi基合金又はステライトのC2〜3%,C
r20〜35%,W10〜25%,Fe0〜10%を含
むCo基合金がろう付け又は電子ビーム溶接されるが、
前者のTi基合金を用いた。57はコンティニュアスカ
バーである。55はタイボスである。Embodiment 2 FIG. 8 is a perspective view of the last stage steam turbine blade of a low pressure turbine for a steam turbine having a blade length of 43 inches and a steam temperature of 538 to 650 ° C. for 3600 rpm. The dovetail 52 is formed by eight forks, nine at a wing length of 46 inches. In this embodiment, the Ti-based alloy described in Embodiment 1 is used. In particular, the dovetail portion has a tensile strength of 110 kg / mm 2 or more, and the dough portion has a tensile strength of 96% or more of the wing portion. It is preferable to use one that does. 53 is a hole for inserting a pin, 54 is an erosion shield, V10-20%,
Cr 1.5-5%, Al 1.5-5% and Sn 1.5-5
% Of Ti-based alloy or stellite containing
A Co-based alloy containing 20 to 35% of r, 10 to 25% of W, and 0 to 10% of Fe is brazed or electron beam welded.
The former Ti-based alloy was used. 57 is a continuous cover. 55 is a tie boss.
【0049】本実施例によるタービン翼の製造例を以下
説明する。An example of manufacturing a turbine blade according to this embodiment will be described below.
【0050】先ず、実施例1に示す合金組成と同等の組
成を有するインゴットをα+β温度域の約850℃で丸
棒素材に荒鍛造後、更に同等の温度で型打ち鍛造によっ
て翼部とダブティル部の相似形の翼素材を形成した。い
ずれの部分も最終仕上がり寸法の約1.3 倍の厚さとし
た。次いで、850℃,1時間保持し、全体を水中に投
入して焼入れを行った。焼入れ後、NC加工によってほ
ぼ最終形状に機械加工し、次いで重量で15%V,3%
Cr,3%Al及び3%Snを含むTi基合金板を翼部
先端のリーデングエッヂ部にろう付けした。次いで、翼
部を所定のプロファイル形状を持つ治具に固定して強制
的に拘束した状態で時効を兼ねて500℃,4時間加熱
した。エロージョンシールド54は予め800℃で20
分加熱後油焼入れしたものである。First, an ingot having a composition equivalent to that of the alloy shown in Example 1 was roughly forged into a round bar material at about 850 ° C. in the α + β temperature range, and then a wing portion and a dovetail portion were stamped at the same temperature. A wing material of similar shape was formed. Each part had a thickness of about 1.3 times the final finished size. Next, the temperature was maintained at 850 ° C. for 1 hour, and the whole was put into water to perform quenching. After quenching, machined to near final shape by NC processing, then 15% V, 3% by weight
A Ti-based alloy plate containing Cr, 3% Al and 3% Sn was brazed to the leading edge at the tip of the blade. Next, the wing was fixed to a jig having a predetermined profile shape and heated for 4 hours at 500 ° C. for aging while being forcibly restrained. The erosion shield 54 is pre-
It is oil quenched after heating for one minute.
【0051】以上の最終熱処理後、最終機械加工によっ
て最終形状の翼プロファイル,翼植込み部とそのピン挿
入孔が加工され、製品となる。本実施例の翼部に対する
翼植込み部の引張強さは98%以上であり、衝撃値は同
等のものであった。After the above-mentioned final heat treatment, the final shape of the blade profile, the blade implantation portion and its pin insertion hole are processed by final machining, and the product is obtained. The tensile strength of the wing-implanted portion with respect to the wing portion of this example was 98% or more, and the impact value was equivalent.
【0052】本実施例の翼植込み部52は8本のフォー
ク型であり、ピン挿入孔は1フォークに対し3個有して
いる。また、図8の側面から見た翼部51先端には図9
と同様にコンティニュアスカバー57が設けられ、互い
に接して全周でリング状に形成される。そして、翼部5
1の植込み部でロータシャフトの軸方向に対してほぼ平
行であるが、その先端ではその軸方向に対して約75.
5 度交わるようにねじれて形成されている。コンティ
ニュアスカバー57は翼材と同じ組成であり、1/4t
の肉厚に相当する。The wing implant 52 of this embodiment is of eight fork type, and has three pin insertion holes for one fork. In addition, the tip of the wing 51 viewed from the side in FIG.
A continuous cover 57 is provided in the same manner as described above, and is formed in a ring shape around the entire circumference in contact with each other. And the wings 5
One implant is substantially parallel to the axial direction of the rotor shaft, but its tip is about 75.
It is formed to be twisted so as to cross 5 times. The continuous cover 57 has the same composition as the wing material, and
Corresponds to the thickness of
【0053】尚、3000rpm 用では同じく翼部長さが
52インチ以上のものを本実施例と同様に製造すること
ができる。この翼のフォーク数は9本である。In the case of 3000 rpm, a blade having a wing length of 52 inches or more can be manufactured in the same manner as this embodiment. This wing has nine forks.
【0054】〔実施例3〕図9は翼植込み部をフォーク
型に代わって逆クリスマスツリー型としたもので、その
側面図である。本図面に示す蒸気タービン翼は前述の図
8とは翼植込み部52の型が違うだけで、他の構造は同
様である。また、本実施例においても実施例1のTi基
合金を用いられる。本図に示す様に翼植込み部52は両
側に4段のストレートな突起を有し、この突起によって
高速回転による翼部をロータシャフトに植設され固定さ
れるものである。そして、ロータシャフトにはこの外形
と同一の空間を有する溝がロータシャフトの軸方向に沿
って植込まれるように形成されている。更に、翼部51
の先端部にはコンティニュアスカバー57が設けられ、
植込み部の翼部はロータシャフトの軸方向にほぼ平行に
形成されており、その先端部は前述と同様に軸方向に対
して約75.5 度交わるように形成されている。[Embodiment 3] FIG. 9 is a side view of an inverted Christmas tree type wing-implanted portion instead of a fork type. The steam turbine blade shown in this drawing is the same as that of FIG. 8 except that the type of the blade implant 52 is different, and other structures are the same. Also in this embodiment, the Ti-based alloy of the first embodiment is used. As shown in the figure, the wing implant 52 has four straight projections on both sides, and the wings are implanted and fixed on the rotor shaft by high-speed rotation by the projections. A groove having the same space as this outer shape is formed in the rotor shaft so as to be implanted along the axial direction of the rotor shaft. Further, the wings 51
A continuous cover 57 is provided at the tip of
The wing portion of the implanted portion is formed substantially parallel to the axial direction of the rotor shaft, and the tip portion is formed so as to intersect about 75.5 degrees with the axial direction as described above.
【0055】本実施例においても、回転数3600rpm
に対して翼部長さ43インチ,46インチ,48インチ
のものを形成することができ、また、回転数3000rp
m に対して52インチ以上のものを形成することができ
る。前述の突起は46インチまでは4段であるが、48
インチ以上に対しては5段とした。Also in this embodiment, the rotational speed is 3600 rpm.
With a wing length of 43 inches, 46 inches, and 48 inches, and a rotation speed of 3000 rp.
It is possible to form a material having a size of 52 inches or more with respect to m. The above-mentioned projection has four steps up to 46 inches, but 48 steps.
Five steps for inches or more.
【0056】更に、エロージョンシールド54が前述と
同様にTi基合金板又はCo基合金板が用いられ、同様
に接合される。Further, the erosion shield 54 is made of a Ti-based alloy plate or a Co-based alloy plate in the same manner as described above, and is similarly joined.
【0057】〔実施例4〕表4は本発明に係る蒸気温度
625℃,1050MW蒸気タービンの主な仕様であ
る。本実施例は、クロスコンパウンド型4流排気,低圧
タービンにおける最終段動翼の翼部長さが43インチで
あり、AはHP−IP及びLP2台で3600rpm、BはH
P−LP及びIP−LPで各々同じく3600rpmの回
転数を有し、高温部においては表4に示す主な材料によ
って構成される。高圧部(HP)の蒸気温度は625
℃,250kgf/cm2 の圧力であり、中圧部(IP)の
蒸気温度は625℃に再熱器によって加熱され、45〜
65kgf/cm2 の圧力で運転される。低圧部(LP)は
蒸気温度は400℃で入り、100℃以下,722mmH
gの真空で復水器に送られる。Embodiment 4 Table 4 shows the main specifications of a steam turbine of 625 ° C. and 1050 MW according to the present invention. In this embodiment, the blade length of the last stage rotor blade in a cross-compound type four-flow exhaust low-pressure turbine is 43 inches, A is 3600 rpm for two HP-IP and LP, and B is H
P-LP and IP-LP have the same rotation speed of 3600 rpm, respectively, and are composed of the main materials shown in Table 4 in the high temperature part. The steam temperature of the high pressure section (HP) is 625
° C, a pressure of 250 kgf / cm 2 , the steam temperature of the intermediate pressure part (IP) is heated to 625 ° C by a reheater,
It is operated at a pressure of 65 kgf / cm 2 . The low-pressure section (LP) has a steam temperature of 400 ° C and is below 100 ° C, 722mmH
g of vacuum and sent to the condenser.
【0058】本実施例における低圧タービンの最終段動
翼の翼部長さに対する高圧タービン及び中圧タービンを
タンデムに結合した軸受間距離、及びタンデムに結合し
た2台の前記低圧タービンの軸受間距離の合計は約3
1.5mであり、その比が28.8であり、コンパクトにな
っている。In this embodiment, the distance between the bearings of the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine connected in tandem and the distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem with respect to the blade length of the last stage rotor blade of the low-pressure turbine are described. Total is about 3
It is 1.5m, the ratio is 28.8, and it is compact.
【0059】また、本実施例における蒸気タービン発電
プラントの定格出力(MW)に対する前記高圧タービン
及び中圧タービンをタンデムに結合した軸受間距離、及
びタンデムに結合した2台の前記低圧タービンの軸受間
距離の合計距離(mm)の比が30である。Further, the distance between the bearings in which the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine are connected in tandem with respect to the rated output (MW) of the steam turbine power plant in this embodiment, and the distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem. The ratio of the total distance (mm) of the distances is 30.
【0060】[0060]
【表4】 [Table 4]
【0061】図10は表4のタービン構成のAにおける
高圧及び中圧蒸気タービンの断面構成図である。高圧蒸
気タービンは高圧内部車室18とその外側の高圧外部車
室19内に高圧動翼16を植設した高圧車軸(高圧ロー
タシャフト)23が設けられる。高温高圧の蒸気は前述
のボイラによって得られ、主蒸気管を通って、主蒸気入
口を構成するフランジ,エルボ25より主蒸気入口28
を通り、ノズルボックス38より初段複流の動翼に導か
れる。初段は複流であり、片側に8段設けられる。これ
らの動翼に対応して各々静翼が設けられる。動翼は鞍型
ダブティル型式,ダブルティノン,初段翼長約35mmで
ある。車軸間の長さは約5.8m 及び静翼部に対応する
部分で最も小さい部分の直径は約710mmであり、直径
に対する長さの比は約8.2である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the high-pressure and medium-pressure steam turbines in turbine configuration A in Table 4. The high-pressure steam turbine is provided with a high-pressure axle (high-pressure rotor shaft) 23 in which high-pressure moving blades 16 are implanted in a high-pressure inner casing 18 and a high-pressure outer casing 19 outside thereof. The high-temperature and high-pressure steam is obtained by the above-mentioned boiler, passes through the main steam pipe, and the flange constituting the main steam inlet, the elbow 25 and the main steam inlet 28.
Through the nozzle box 38 to the first-stage double-flow moving blade. The first stage has a double flow, and eight stages are provided on one side. A stationary blade is provided for each of these moving blades. The blade is a saddle-type dovetil type, double tinon, and the first stage blade length is about 35 mm. The distance between the axles is about 5.8 m, the diameter of the smallest part corresponding to the stationary blade part is about 710 mm, and the ratio of the length to the diameter is about 8.2.
【0062】本実施例においては後述する表7に示す材
料を初段ブレード及び初段ノズルを使用し、他のブレー
ド及びノズルはいずれもW,Co及びBを含まない12
%Cr系鋼によって構成したものである。本実施例にお
ける動翼の翼部の長さは初段が35〜50mm、2段目か
ら最終段になるに従って各段で長くなっており、特に蒸
気タービンの出力によって2段から最終段までの長さが
65〜180mmであり、段数は9〜12段で、各段の翼
部の長さは下流側が上流側に対して隣り合う長さで1.
10〜1.15の割合で長くなっているとともに、下流
側でその比率が徐々に大きくなっている。In the present embodiment, the materials shown in Table 7 described later are used for the first stage blade and the first stage nozzle, and the other blades and nozzles do not contain W, Co and B.
% Cr-based steel. The blade length of the rotor blade in this embodiment is 35 to 50 mm in the first stage and becomes longer in each stage from the second stage to the last stage. Particularly, the length from the second stage to the last stage depends on the output of the steam turbine. The length is 65 to 180 mm, the number of stages is 9 to 12, and the length of the wing of each stage is 1.
The length is increased at a rate of 10 to 1.15, and the rate is gradually increased on the downstream side.
【0063】本実施例における高圧タービンは軸受間距
離が約5.3m であり、低圧タービンの最終段動翼の翼
部長さに対するその軸受間距離の比が4.8 である。ま
た、発電プラントの定格出力(MW)に対する前記高圧
タービンの軸受間距離(mm)の比は5.0である。The high-pressure turbine in this embodiment has a distance between bearings of about 5.3 m, and the ratio of the distance between bearings to the blade length of the last stage rotor blade of the low-pressure turbine is 4.8. The ratio of the distance (mm) between bearings of the high-pressure turbine to the rated output (MW) of the power plant is 5.0.
【0064】中圧蒸気タービンは高圧蒸気タービンより
排出された蒸気を再度625℃に再熱器によって加熱さ
れた蒸気によって高圧蒸気タービンと共に発電機を回転
させるもので、3000回/min の回転数によって回転
される。中圧タービンは高圧タービンと同様に中圧内部
第2車室21と中圧外部車室22とを有し、中圧動翼1
7と対抗して静翼が設けられる。動翼17は6段で2流
となり、中圧車軸(中圧ロータシャフト)の長手方向に
対しほぼ対称に左右に設けられる。軸受中心間距離は約
5.8m であり、初段翼長さ約100mm,最終段翼長さ
約230mmである。初段,2段のダブティルは逆クリ型
である。最終段動翼前の静翼に対応するロータシャフト
の直径は約630mmであり、その直径に対する軸受間距
離の比は約9.2倍である。The medium-pressure steam turbine rotates the generator discharged from the high-pressure steam turbine together with the high-pressure steam turbine by the steam heated by the reheater to 625 ° C. at a speed of 3000 revolutions / min. Rotated. The medium pressure turbine has a medium pressure inner second casing 21 and a medium pressure outer casing 22 similarly to the high pressure turbine.
7 is provided with a stationary vane. The moving blades 17 have two flows in six stages, and are provided on the left and right substantially symmetrically with respect to the longitudinal direction of the medium pressure axle (medium pressure rotor shaft). The distance between the bearing centers is about 5.8 m, the length of the first stage blade is about 100 mm, and the length of the last stage blade is about 230 mm. The first and second stage dovetails are inverted chestnut type. The diameter of the rotor shaft corresponding to the stationary blade before the last stage rotor blade is about 630 mm, and the ratio of the distance between bearings to the diameter is about 9.2 times.
【0065】本実施例の中圧蒸気タービンのロータシャ
フトは動翼植込み部の軸方向幅が初段から4段,5段及
び最終段に従って3段階で段階的に大きくなっており、
最終段での幅は初段に対して約1.4倍と大きくなって
いる。In the rotor shaft of the intermediate-pressure steam turbine according to the present embodiment, the axial width of the rotor blade implanted portion gradually increases in three stages from the first stage to the fourth stage, the fifth stage, and the last stage.
The width at the last stage is about 1.4 times larger than that at the first stage.
【0066】また、本蒸気タービンのロータシャフトは
静翼部に対応した部分の直径が小さくなっており、その
幅は初段動翼,2〜3段及び最終段動翼側に従って4段
階で段階的に小さくなっており、前者に対する後者の軸
方向の幅が約0.75 倍と小さくなる。The diameter of the rotor shaft of the steam turbine according to the present invention is small in a portion corresponding to the stationary blade portion, and the width of the rotor shaft is divided into four stages in accordance with the first-stage moving blade, the second to third stages and the last-stage moving blade. The width of the latter in the axial direction with respect to the former is reduced to about 0.75 times.
【0067】本実施例においては後述する表7に示す材
料を初段ブレード,ノズルに使用される他はW,Co及
びBを含まない12%Cr系鋼が用いられる。本実施例
における動翼の翼部の長さは初段から最終段になるに従
って各段で長くなっており、蒸気タービンの出力によっ
て初段から最終段までの長さが60〜300mmで、6〜
9段で、各段の翼部の長さは下流側が上流側に対して隣
り合う長さで1.1〜1.2の割合で長くなっている。In this embodiment, a 12% Cr-based steel containing no W, Co and B is used except that the materials shown in Table 7 described later are used for the first stage blade and the nozzle. The length of the blade portion of the moving blade in this embodiment is longer at each stage as it goes from the first stage to the last stage, and the length from the first stage to the last stage is 60 to 300 mm depending on the output of the steam turbine.
In the nine stages, the length of the wing portion of each stage is longer at a ratio of 1.1 to 1.2 as the length on the downstream side is adjacent to the upstream side.
【0068】動翼の植込み部は静翼に対応する部分に比
較して直径が大きくなっており、その幅は動翼の翼部長
さの大きい程その植込み幅は大きくなっている。その幅
の動翼の翼部長さに対する比率は初段から最終段で0.
35〜0.8であり、初段から最終段になるに従って段
階的に小さくなっている。The implanted portion of the moving blade has a diameter larger than that of the portion corresponding to the stationary blade, and the implant width is larger as the blade length of the moving blade is larger. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is 0.1 in the first stage to the last stage.
35 to 0.8, and gradually decreases from the first stage to the last stage.
【0069】本実施例における中圧タービンは、その軸
受間距離が約5.5mであり、低圧タービンの最終段動
翼の翼部長さに対する中圧タービンの軸受間距離の比が
5.0であり、また、発電プラントの定格出力(MW)に
対するその軸受間距離(mm)の比が5.2である。The intermediate pressure turbine in this embodiment has a bearing distance of about 5.5 m, and the ratio of the intermediate pressure turbine bearing distance to the blade length of the last stage moving blade of the low pressure turbine is as follows.
The ratio of the distance between bearings (mm) to the rated output (MW) of the power plant is 5.2.
【0070】高圧タービンの初段に植込まれるタービン
翼は鞍型の植込み型であり、高圧タービンの2段以降及
び中圧タービンの全段に植込まれるタービン翼は逆クリ
スマスツリー型である。The turbine blades implanted in the first stage of the high-pressure turbine are of the saddle type, and the turbine blades implanted in the second stage of the high-pressure turbine and all stages of the medium-pressure turbine are of the inverted Christmas tree type.
【0071】図11は3600rpm の回転数の低圧ター
ビンの断面図である。低圧タービンは2基タンデムに結
合され、ほぼ同じ構造を有している。各々動翼41は左
右に8段あり、左右ほぼ対称になっており、また動翼に
対応して静翼42が設けられる。最終段動翼には実施例
2又は3に示した翼部長さが43インチダブルティノン
であるTi基合金からなる蒸気タービン翼を用いた。ノ
ズルボックス45は複流型である。FIG. 11 is a sectional view of a low-pressure turbine having a rotation speed of 3600 rpm. The low pressure turbine is connected in two tandems and has almost the same structure. Each of the moving blades 41 has eight stages on the left and right sides and is substantially symmetrical on the left and right sides, and stationary blades 42 are provided corresponding to the moving blades. The steam turbine blade made of a Ti-based alloy having a blade length of 43 inches double tinon shown in Example 2 or 3 was used as the last stage rotor blade. The nozzle box 45 is of a double flow type.
【0072】ロータシャフト44には表5に示すスーパ
ークリーンされた全焼戻しベーナイト鋼の鍛鋼が用いら
れる。表5に示す鋼は5kgの鋼塊を用い各種特性を調べ
た。これらの鋼は熱間鍛造後840℃×3h加熱後、1
00℃/hで冷却する焼入れ後、575℃×32h加熱
する焼戻しを施したものである。表6は室温の特性であ
る。For the rotor shaft 44, forged steel of the super-tempered bainite steel which is super-cleaned as shown in Table 5 is used. Various characteristics of the steel shown in Table 5 were examined using a 5 kg steel ingot. These steels are heated at 840 ° C. for 3 hours after hot forging,
After quenching at 00 ° C./h, tempering at 575 ° C. × 32 h is performed. Table 6 shows the characteristics at room temperature.
【0073】[0073]
【表5】 [Table 5]
【0074】[0074]
【表6】 [Table 6]
【0075】いずれの試料も全焼戻しベーナイト組織を
有する。0.02%耐力80kg/mm2以上,0.2%耐力
87.5kg/mm2以上,引張強さ100kg/mm2以上,V
ノッチ衝撃値10kg−m以上、FATTは−20℃以下
と高強度及び高靭性を有し、本実施例の最終段動翼とし
て翼部長さ43インチ以上は勿論、46インチの植設を
満足するものであった。Cr量が若干高いNo.4は強度
が低くなっており、Crは2.20%位までが好まし
い。特に、0.2%耐力(y)は0.02%耐力(x)よ
り、(1.35x−20)、より好ましくは(1.35x
−19)によって求められる値以上とするのが好まし
い。Each sample has a fully tempered bainite structure. 0.02% yield strength 80 kg / mm 2 or more, a 0.2% proof stress 87.5kg / mm 2 or more, a tensile strength of 100 kg / mm 2 or more, V
Notch impact value of 10 kg-m or more, FATT has a high strength and high toughness of -20 ° C or less, and satisfies the implantation of 46 inches as well as a wing length of 43 inches or more as the last stage rotor blade of this embodiment. Was something. No. 4 having a slightly higher Cr content has a lower strength, and the Cr content is preferably up to about 2.20%. In particular, the 0.2% proof stress (y) is more than (1.35x-20), more preferably (1.35x) than the 0.02% proof stress (x).
The value is preferably equal to or more than the value obtained by -19).
【0076】最終段以外の動翼及び静翼にはいずれもM
oを0.1% 含有する12%Cr鋼が用いられる。内外
部ケーシング材にはC0.25% の鋳鋼が用いられる。
本実施例における軸受43での中心間距離は7500mm
で、静翼部に対応するロータシャフトの直径は約128
0mm,動翼植込み部での直径は2275mmである。この
ロータシャフト直径に対する軸受中心間の距離は約5.
9 である。The rotor blades and stationary blades other than the last stage have M
A 12% Cr steel containing 0.1% of o is used. 0.25% cast steel is used for the inner and outer casing materials.
The center-to-center distance of the bearing 43 in this embodiment is 7500 mm
And the diameter of the rotor shaft corresponding to the stationary blade portion is about 128
0 mm, and the diameter at the blade implantation part is 2275 mm. The distance between the bearing centers for this rotor shaft diameter is about 5.
9.
【0077】コンティニュアスカバー57は本実施例に
おいては全体一体の鍛造後に切削加工によって形成され
たものである。尚、コンティニュアスカバー57は機械
的に一体に形成することもできる。In this embodiment, the continuous cover 57 is formed by cutting after forging the whole. In addition, the continuous cover 57 can also be integrally formed mechanically.
【0078】本実施例の低圧タービンは動翼植込み部の
軸方向の幅が初段〜3段,4段,5段,6〜7段及び8
段の4段階で徐々に大きくなっており、最終段の幅は初
段の幅に比べ約2.5倍と大きくなっている。In the low-pressure turbine according to the present embodiment, the axial width of the moving blade implantation portion is from the first stage to the third stage, the fourth stage, the fifth stage, the sixth stage, and the eighth stage.
The width gradually increases in four stages, and the width of the last stage is about 2.5 times larger than the width of the first stage.
【0079】また、静翼部に対応する部分の直径は小さ
くなっており、その部分の軸方向の幅は初段動翼側から
5段目,6段目及び7段目の3段階で徐々に大きくなっ
ており、最終段側の幅は初段と2段の間に対して約1.
9倍大きくなっている。The diameter of the portion corresponding to the stationary blade portion is reduced, and the axial width of the portion is gradually increased in the third, fifth, sixth, and seventh stages from the first stage blade side. The width of the last stage is about 1.
9 times larger.
【0080】本実施例における動翼は8段であり、その
翼部長さは初段の約3″から43″の最終段になるに従
って各段で長くなっており、蒸気タービンの出力によっ
て初段から最終段の長さが90〜1270mmで、8段又
は9段で、各段の翼部長さは下流側が上流側に対して隣
り合う長さで1.3〜1.6倍の割合で長くなっている。The rotor blades in this embodiment have eight stages, and the length of the blades increases in each stage from the initial stage of approximately 3 ″ to the final stage of 43 ″, and from the initial stage to the final stage depending on the output of the steam turbine. The length of the stage is 90 ~ 1270mm, 8 or 9 stages, and the wing length of each stage is 1.3 ~ 1.6 times as long as the downstream side is adjacent to the upstream side. I have.
【0081】動翼の植込み部は静翼に対応する部分に比
較して直径が大きくなっており、その幅は動翼の翼部長
さの大きい程その植込み幅は大きくなっている。その幅
の動翼の翼部長さに対する比率は初段から最終段で0.
15〜0.19であり、初段から最終段になるに従って
段階的に小さくなっている。The implanted portion of the moving blade has a diameter larger than that of the portion corresponding to the stationary blade, and the implanted width increases as the blade length of the moving blade increases. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is 0.1 in the first stage to the last stage.
15 to 0.19, and gradually decreases from the first stage to the last stage.
【0082】また、各静翼に対応する部分のロータシャ
フトの幅は初段と2段目との間から最終段とその手前と
の間までの各段で段階的に大きくなっている。その幅の
動翼の翼部長さに対する比率は0.25〜1.25で上流
側から下流側になるに従って小さくなっている。The width of the rotor shaft corresponding to each stationary blade is gradually increased in each stage from the first stage and the second stage to the last stage and the front stage. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is 0.25 to 1.25, and decreases from upstream to downstream.
【0083】本実施例における低圧タービンはタンデム
に2台連結され、その合計の軸受間距離は約18.3m
であり、低圧タービンの最終段動翼の翼部長さに対する
タンデムに結合した2台の前記低圧タービンの軸受間距
離の合計の比が16.7 であり、更に発電プラントの定
格出力1050(MW)に対するタンデムに結合した2
台の両端での低圧タービンの軸受間距離(mm)の合計の
比が17.4である。本実施例の他、高圧蒸気タービン
及び中圧蒸気タービンへの蒸気入口温度610℃,2基の
低圧蒸気タービンへの蒸気入口温度385℃とする10
00MW級大容量発電プラントに対しても同様の構成と
することができる。In this embodiment, two low pressure turbines are connected in tandem, and the total distance between bearings is about 18.3 m.
And the ratio of the total distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem to the blade length of the last stage rotor blade of the low-pressure turbine is 16.7, and the rated output of the power plant is 1050 (MW). Tandem bound to 2
The ratio of the sum of the distances (mm) between the bearings of the low-pressure turbine at both ends of the table is 17.4. In addition to the present embodiment, the steam inlet temperatures to the high-pressure steam turbine and the medium-pressure steam turbine are 610 ° C., and the steam inlet temperatures to the two low-pressure steam turbines are 385 ° C.10
The same configuration can be applied to a 00MW class large-capacity power plant.
【0084】本実施例における高温高圧蒸気タービンプ
ラントは主として石炭専焼ボイラ,高圧タービン,中圧
タービン,低圧タービン2台,復水器,復水ポンプ,低
圧給水加熱器系統,脱気器,昇圧ポンプ,給水ポンプ,
高圧給水加熱器系統などより構成される。すなわち、ボ
イラで発生した超高温高圧蒸気は高圧タービンに入り動
力を発生させたのち再びボイラにて再熱されて中圧ター
ビンへ入り動力を発生させる。この中圧タービン排気蒸
気は、低圧タービンに入り動力を発生させた後、復水器
にて凝縮する。この凝縮液は復水ポンプにて低圧給水加
熱器系統,脱気器へ送られる。この脱気器にて脱気され
た給水は昇圧ポンプ,給水ポンプにて高圧給水加熱器へ
送られ昇温された後、ボイラへ戻る。The high-temperature high-pressure steam turbine plant in this embodiment is mainly composed of a coal-fired boiler, a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine, two low-pressure turbines, a condenser, a condensate pump, a low-pressure feedwater heater system, a deaerator, and a booster pump. , Feed water pump,
It is composed of a high pressure feed water heater system. That is, the ultra-high-temperature and high-pressure steam generated in the boiler enters the high-pressure turbine to generate power, is reheated again in the boiler, and enters the medium-pressure turbine to generate power. The intermediate-pressure turbine exhaust steam enters the low-pressure turbine to generate power, and then condenses in the condenser. This condensate is sent to the low pressure feed water heater system and deaerator by the condensate pump. The feedwater degassed by this deaerator is sent to a high-pressure feedwater heater by a booster pump and a feedwater pump to be heated, and then returned to the boiler.
【0085】ここで、ボイラにおいて給水は節炭器,蒸
発器,過熱器を通って高温高圧の蒸気となる。また一
方、蒸気を加熱したボイラ燃焼ガスは節炭器を出た後、
空気加熱器に入り空気を加熱する。ここで、給水ポンプ
の駆動には中圧タービンからの抽気蒸気にて作動する給
水ポンプ駆動用タービンが用いられている。Here, in the boiler, the feed water passes through a economizer, an evaporator, and a superheater to become high-temperature and high-pressure steam. On the other hand, the boiler combustion gas that heated the steam exited the economizer,
Enter the air heater to heat the air. Here, the feedwater pump is driven by a feedwater pump drive turbine that operates with the extracted steam from the medium pressure turbine.
【0086】このように構成された高温高圧蒸気タービ
ンプラントにおいては、高圧給水加熱器系統を出た給水
の温度が従来の火力プラントにおける給水温度よりもは
るかに高くなっているため、必然的にボイラ内の節炭器
を出た燃焼ガスの温度も従来のボイラに比べてはるかに
高くなってくる。このため、このボイラ排ガスからの熱
回収をはかりガス温度を低下させないようにする。In the high-temperature and high-pressure steam turbine plant configured as described above, the temperature of the feedwater exiting the high-pressure feedwater heater system is much higher than the feedwater temperature in the conventional thermal power plant, so that the boiler is inevitable. The temperature of the combustion gas exiting the economizer will also be much higher than in conventional boilers. Therefore, heat is recovered from the boiler exhaust gas so as not to lower the gas temperature.
【0087】また、本実施例に代えて同じ高圧タービン
及び中圧タービンの各々に対し1基の低圧タービンをタ
ンデムに連結し、各々に1台の発電機を連結して発電す
るタンデムコンパウンド型発電プラントとしても同様に
構成することができる。本実施例の出力1050MW級
の発電機においてはその発電機シャフトとしてはより高
強度のものが用いられる。特に、C0.15〜0.30
%,Si0.1〜0.3%,Mn0.5%以下,Ni3.2
5〜4.5%,Cr2.05〜3.0%,Mo0.25〜0.6
0%,V0.05〜0.20%を含有する全焼戻しベーナ
イト組織を有し、室温引張強さ93kgf/mm2以上、特
に100kgf/mm2以上,50%FATTが0℃以下、
特に−20℃以下とするものが好ましく、21.2KG
における磁化力が985AT/cm以下とするもの、不純
物としてのP,S,Sn,Sb,Asの総量を0.02
5%以下,Ni/Cr比を2.0以下とするものが好ま
しい。Further, instead of this embodiment, a tandem compound power generation system in which one low-pressure turbine is connected in tandem to each of the same high-pressure turbine and medium-pressure turbine, and one generator is connected to each of them to generate power. A plant can be similarly configured. In the generator of the present embodiment having an output of 1050 MW, a shaft having a higher strength is used as the generator shaft. In particular, C 0.15 to 0.30
%, Si 0.1 to 0.3%, Mn 0.5% or less, Ni 3.2%
5 to 4.5%, Cr 2.05 to 3.0%, Mo 0.25 to 0.6
0% has a fully tempered bainite structure containing V0.05~0.20% at room temperature tensile strength of 93kgf / mm 2 or more, particularly 100 kgf / mm 2 or more, 50% FATT is 0 ℃ or less,
In particular, it is preferable that the temperature be -20 ° C or lower, and 21.2KG
And the total amount of P, S, Sn, Sb and As as impurities is 0.02.
It is preferable that the Ni / Cr ratio be 5% or less and the Ni / Cr ratio be 2.0 or less.
【0088】高圧タービンシャフトは多段側の初段ブレ
ード植設部を中心に9段のブレードが植設される構造で
ある。中圧タービンシャフトは多段ブレードが左右に各
6段ほぼ対称にブレード植設部が設けられ、ほぼ中心を
境にしたものである。低圧タービン用ロータシャフトは
図示されていないが、高圧,中圧,低圧タービンのいず
れのロータシャフトにおいても中心孔が設けられ、この
中心孔を通して超音波検査,目視検査及びけい光探傷に
よって欠陥の有無が検査される。また、外表面から超音
波検査により行うことができ、中心孔が無でもよい。The high-pressure turbine shaft has a structure in which nine stages of blades are planted around the multi-stage first stage blade planting portion. The medium-pressure turbine shaft has a multi-stage blade provided on the left and right with approximately six stages of symmetrical blade installation portions, and substantially centered on the center. Although the rotor shaft for the low-pressure turbine is not shown, a center hole is provided in any of the rotor shafts of the high-pressure, medium-pressure, and low-pressure turbines, and through this center hole, the presence or absence of a defect is determined by ultrasonic inspection, visual inspection, and fluorescence inspection. Is inspected. Further, the inspection can be performed by ultrasonic inspection from the outer surface, and the center hole may not be provided.
【0089】表7は実施例の発電プラントに係る高圧タ
ービン,中圧タービン及び低圧タービンの主要部に用い
た化学組成(重量%)を示す。本実施例においては、高
圧部及び中圧部の高温部を全部フェライト系の結晶構造
を有する熱膨張係数約12×10-6/℃のものにしたの
で、熱膨張係数の違いによる問題は全くなかった。Table 7 shows the chemical compositions (% by weight) used for the main parts of the high-pressure turbine, medium-pressure turbine and low-pressure turbine according to the power plant of the embodiment. In this embodiment, since the high-temperature portion of the high-pressure portion and the intermediate-pressure portion are all made to have a thermal expansion coefficient of about 12 × 10 −6 / ° C. having a ferrite crystal structure, there is no problem due to the difference in the thermal expansion coefficient. Did not.
【0090】高圧タービン及び中圧タービンのロータシ
ャフトは、表7(重量%)に記載の耐熱鋳鋼を電気炉で
30トン溶解し、カーボン真空脱酸し、金型鋳型に鋳込
み、鍛伸して電極棒を作製し、この電極棒として鋳鋼の
上部から下部に溶解するようにエレクトロスラグ再溶解
し、ロータ形状(直径1050mm,長さ3700mm)に
鍛伸して成型した。この鍛伸は、鍛造割れを防ぐため
に、1150℃以下の温度で行った。またこの鍛鋼を焼
鈍熱処理後、1050℃に加熱し水噴霧冷却焼入れ処
理,570℃及び690℃で2回焼戻しを行い、最終形
状に切削加工によって得られるものである。本実施例に
おいてはエレクトロスラグ鋼塊の上部側を初段翼側に
し、下部を最終段側にするようにした。いずれのロータ
シャフトも中心孔を有しており、不純物を低下させるこ
とにより中心孔をなくすことができる。高圧部及び中圧
部のブレード及びノズルは、同じく表7に記載の耐熱鋼
を真空アーク溶解炉で溶解し、ブレード及びノズル素材
形状(幅150mm,高さ50mm,長さ1000mm)に鍛
伸して成型した。この鍛伸は、鍛造割れを防ぐために、
1150℃以下の温度で行った。またこの鍛鋼を105
0℃に加熱し油焼入れ処理,690℃で焼戻しを行い、
次いで所定形状に切削加工したものである。For the rotor shafts of the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine, 30 tons of the heat-resistant cast steel described in Table 7 (% by weight) was melted in an electric furnace, carbon was deoxidized in a vacuum, cast into a mold, and forged. Electrode rods were prepared, electroslag was re-dissolved as the electrode rods from the upper part to the lower part of the cast steel, and forged into a rotor shape (diameter 1050 mm, length 3700 mm) and molded. The forging was performed at a temperature of 1150 ° C. or less in order to prevent forging cracks. After annealing, the forged steel is heated to 1050 ° C., subjected to water spray cooling and quenching, tempered twice at 570 ° C. and 690 ° C., and cut into a final shape. In the present embodiment, the upper side of the electroslag steel ingot is the first stage blade side, and the lower side is the last stage side. Each rotor shaft has a center hole, and the center hole can be eliminated by reducing impurities. The blades and nozzles of the high-pressure part and the medium-pressure part were prepared by melting the heat-resistant steel listed in Table 7 in a vacuum arc melting furnace and forging into blade and nozzle material shapes (width 150 mm, height 50 mm, length 1000 mm). Molded. This forging is to prevent forging cracks,
The test was performed at a temperature of 1150 ° C. or less. In addition, this forged steel
Oil quenching treatment by heating to 0 ° C, tempering at 690 ° C,
Next, it was cut into a predetermined shape.
【0091】高圧部及び中圧部の内部ケーシング,主蒸
気止め弁ケーシング及び蒸気加減弁ケーシングは、表7
に記載の耐熱鋳鋼を電気炉で溶解し、とりべ精錬後、砂
型鋳型に鋳込み作製した。鋳込み前に、十分な精錬及び
脱酸を行うことにより、引け巣等の鋳造欠陥のないもの
ができた。このケーシング材を用いた溶接性評価は、J
IS Z3158に準じて行った。予熱,パス間及び後
熱開始温度は200℃に、後熱処理は400℃×30分
にした。本発明材には溶接割れが認められず、溶接性が
良好であった。The inner casing, the main steam stop valve casing, and the steam control valve casing of the high pressure section and the medium pressure section are shown in Table 7.
Was melted in an electric furnace, and after ladle refining, it was cast into a sand mold to produce. By performing sufficient refining and deoxidation before casting, a casting free of casting defects such as shrinkage cavities was obtained. Weldability evaluation using this casing material
The measurement was performed according to IS Z3158. The pre-heating, inter-pass and post-heating onset temperatures were 200 ° C., and the post-heating was 400 ° C. × 30 minutes. No weld crack was observed in the material of the present invention, and the weldability was good.
【0092】[0092]
【表7】 [Table 7]
【0093】表8は、上述したフェライト系鋼製高温蒸
気タービン主要部材を切断調査した機械的性質及び熱処
理条件を示す。Table 8 shows the mechanical properties and heat treatment conditions of the main members of the high temperature steam turbine made of ferritic steel described above by cutting.
【0094】このロータシャフトの中心部を調査した結
果、高圧,中圧タービンロータに要求される特性(62
5℃,105h強度≧10kgf/mm2,20℃衝撃吸収エ
ネルギ≧1.5kgf−m)を十分満足することが確認され
た。これにより、620℃以上の蒸気中で使用可能な蒸
気タービンロータが製造できることが実証された。また
このブレードの特性を調査した結果、高圧,中圧タービ
ンの初段ブレードに要求される特性(625℃,105
h強度≧15kgf/mm2)を十分満足することが確認さ
れた。これにより、620℃以上の蒸気中で使用可能な
蒸気タービンブレードが製造できることが実証された。As a result of examining the center part of the rotor shaft, the characteristics (62
5 ° C., 10 5 h strength ≧ 10 kgf / mm 2 , 20 ° C. shock absorption energy ≧ 1.5 kgf-m). This demonstrated that a steam turbine rotor usable in steam at 620 ° C. or higher can be manufactured. Also, as a result of investigating the characteristics of this blade, the characteristics (625 ° C., 10 5
h strength ≧ 15 kgf / mm 2 ). This demonstrated that a steam turbine blade usable in steam at 620 ° C. or higher can be manufactured.
【0095】さらにこのケーシングの特性を調査した結
果、高圧,中圧タービンケーシングに要求される特性
(625℃,105h強度≧10kgf/mm2,20℃衝撃
吸収エネルギ≧1kgf−m)を十分満足することと溶接
可能であることが確認された。これにより、620℃以
上の蒸気中で使用可能な蒸気タービンケーシングが製造
できることが実証された。Further, as a result of investigating the characteristics of this casing, it was found that the characteristics (625 ° C., 10 5 h strength ≧ 10 kgf / mm 2 , 20 ° C. shock absorption energy ≧ 1 kgfm) required for the high-pressure and intermediate-pressure turbine casings were sufficient. Satisfaction and weldability were confirmed. This demonstrated that a steam turbine casing usable in steam at 620 ° C. or higher can be manufactured.
【0096】[0096]
【表8】 [Table 8]
【0097】本実施例においては、高圧及び中圧ロータ
シャフトのジャーナル部にCr−Mo低合金鋼を肉盛溶
接し、軸受特性を改善させた。肉盛溶接は次の通りであ
る。In the present embodiment, Cr-Mo low alloy steel was build-up welded on the journals of the high and medium pressure rotor shafts to improve the bearing characteristics. The overlay welding is as follows.
【0098】供試溶接棒として被覆アーク溶接棒(直径
4.0φ)を用いた。その溶接棒を用いて溶接したもの
の溶着金属の化学組成(重量%)を表9に示す。この溶
着金属の組成は溶接材の組成とほぼ同じである。溶接条
件は溶接電流170A,電圧24V,速度26cm/min
である。A covered arc welding rod (diameter: 4.0φ) was used as the test welding rod. Table 9 shows the chemical composition (% by weight) of the deposited metal obtained by welding using the welding rod. The composition of the deposited metal is almost the same as the composition of the welding material. The welding conditions are welding current 170A, voltage 24V, speed 26cm / min.
It is.
【0099】[0099]
【表9】 [Table 9]
【0100】肉盛溶接を上述の供試母材表面に表10に
示すごとく、各層ごとに使用溶接棒を組合せて、8層の
溶接を行った。各層の厚さは3〜4mmであり、全厚さは
約28mmであり、表面を約5mm研削した。As shown in Table 10, the overlay welding was carried out on the surface of the base material to be tested by combining the welding rods used for each layer and eight layers. The thickness of each layer was 3-4 mm, the total thickness was about 28 mm, and the surface was ground about 5 mm.
【0101】溶接施工条件は、予熱,パス間,応力除去
焼鈍(SR)開始温度が250〜350℃及びSR処理
条件は630℃×36時間保持である。The welding conditions were preheating, inter-pass, stress relief annealing (SR) start temperature of 250 to 350 ° C., and SR processing conditions of 630 ° C. × 36 hours.
【0102】[0102]
【表10】 [Table 10]
【0103】溶接部の性能を確認するために板材に同様
に肉盛溶接し、160゜の側曲げ試験を行ったが、溶接
部に割れは認められなかった。[0103] In order to confirm the performance of the welded portion, the plate material was similarly overlaid and subjected to a side bending test at 160 °, but no crack was found in the welded portion.
【0104】更に、本発明における回転による軸受摺動
試験を行ったが、いずれも軸受に対する悪影響もなく、
耐酸化性に対しても優れたものであった。Further, a bearing sliding test by rotation in the present invention was performed.
It was also excellent in oxidation resistance.
【0105】本実施例に代えて高圧蒸気タービン,中圧
蒸気タービン及び1基又は2基の低圧蒸気タービンをタ
ンデムに結合し、3600回転としたタンデム型発電プ
ラント及び表4のタービン構成Bにおいても本実施例の
高圧タービン,中圧タービン及び低圧タービンを同様に
組み合わせて構成できるものである。Instead of this embodiment, a tandem type power plant in which a high-pressure steam turbine, an intermediate-pressure steam turbine, and one or two low-pressure steam turbines are connected in tandem to rotate at 3600 rpm, and turbine configuration B in Table 4 are also used. The high-pressure turbine, the intermediate-pressure turbine and the low-pressure turbine of the present embodiment can be similarly combined and configured.
【0106】〔実施例5〕表11は主蒸気温度538℃
/566℃,定格出力700MW蒸気タービンの主な仕
様である。本実施例は、タンデムコンパウンドダブルフ
ロー型、低圧タービンにおける最終段翼長が46インチ
であり、HP(高圧)・IP(中圧)一体型及びLP1
台(C)又は2台(D)で3600rpm の回転数を有
し、高温部においては表に示す主な材料によって構成さ
れる。高圧部(HP)の蒸気温度は538℃,246kg
f/cm2 の圧力であり、中圧部(IP)の蒸気温度は5
66℃に再熱器によって加熱され、45〜65kgf/cm
2 の圧力で運転される。低圧部(LP)は蒸気温度は4
00℃で入り、100℃以下,722mmHgの真空で復
水器に送られる。[Example 5] Table 11 shows that the main steam temperature was 538 ° C.
/ 566 ° C, rated output 700 MW is the main specification of the steam turbine. In this embodiment, a tandem compound double flow type, the last stage blade length in a low pressure turbine is 46 inches, an HP (high pressure) / IP (intermediate pressure) integrated type, and an LP1
The stage (C) or the two units (D) has a rotation speed of 3600 rpm, and is constituted by the main materials shown in the table in the high temperature part. High-pressure section (HP) steam temperature is 538 ℃, 246kg
f / cm 2 , and the steam temperature in the medium pressure section (IP) is 5
Heated to 66 ° C by a reheater, 45 to 65 kgf / cm
Operated at a pressure of 2 . Low pressure section (LP) has a steam temperature of 4
It enters at 00 ° C and is sent to the condenser under a vacuum of 722 mmHg below 100 ° C.
【0107】本実施例における高圧タービンと中圧ター
ビンとを一体にした高中圧一体タービン及び2台の低圧
タービンをタンデムに備えた蒸気タービン発電プラント
は、軸受間距離が約22.7m であり、その低圧タービ
ンの最終段動翼の翼部長さ(1168mm)に対する高中
圧一体タービンの軸受間距離及びタンデムに結合した2
台の前記低圧タービンの軸受間距離の合計の比が19.
4 である。In the steam turbine power plant according to the present embodiment, which includes a high-to-medium pressure integrated turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated and two low-pressure turbines in tandem, the distance between bearings is about 22.7 m. The distance between the bearings of the high-to-medium pressure integrated turbine and the tandem coupling to the blade length (1168 mm) of the last stage rotor blade of the low pressure turbine
The ratio of the sum of the distances between the bearings of the low-pressure turbines of the table is 19.
4
【0108】更に、本実施例における高圧タービンと中
圧タービンとを一体にした高中圧一体タービン及び1台
の低圧タービンを備えた蒸気タービン発電プラントは、
軸受間距離が約14.7mであり低圧タービンの最終段
動翼の翼部長さ(1168mm)に対する高中圧一体ター
ビンの軸受間距離及び1台の前記低圧タービンの軸受間
距離の合計の比が12.6 である。また発電プラントの
定格出力700MWにおける1MWに対する高中圧一体
タービンの軸受間距離及び1台の前記低圧タービンの軸
受間距離の合計の比が21.0である。Further, in this embodiment, the steam turbine power plant including the high-medium pressure integrated turbine in which the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine are integrated and one low-pressure turbine is:
The distance between the bearings is about 14.7 m, and the ratio of the total distance between the bearings of the high and medium pressure integrated turbine and the distance between the bearings of one low pressure turbine to the blade length (1168 mm) of the last stage rotor blade of the low pressure turbine is 12 .6. The ratio of the sum of the distance between the bearings of the high and medium pressure integrated turbine and the distance between the bearings of one low pressure turbine to 1 MW at a rated output of 700 MW of the power plant is 21.0.
【0109】[0109]
【表11】 [Table 11]
【0110】図12は高圧中圧一体型蒸気タービンの断
面構成図の断面図である。高圧側蒸気タービンは高圧内
部車室18とその外側の高圧外部車室19内に高圧動翼
16を植設した高中圧車軸(高圧ロータシャフト)33
が設けられる。前述の高温高圧の蒸気は前述のボイラに
よって得られ、主蒸気管を通って、主蒸気入口を構成す
るフランジ,エルボ25より主蒸気入口28を通り、ノ
ズルボックス38より初段の動翼に導かれる。蒸気はロ
ータシャフトの中央側より入り、軸受側に流れる構造を
有する。動翼は図中左側の高圧側に8段及び(図中右側
約半分の)中圧側に6段設けられる。これらの動翼に対
応して各々静翼が設けられる。動翼は鞍型又はゲタ型,
ダブティル型式,ダブルティノン,高圧側初段翼長約4
0mm,中圧側初段翼長が100mmである。軸受43間の
長さは約6.7m 及び静翼部に対応する部分で最も小さ
い部分の直径は約740mmであり、直径に対する長さの
比は約9.0である。FIG. 12 is a cross-sectional view of the high-pressure / intermediate-pressure integrated steam turbine. The high-pressure side steam turbine is a high-to-medium pressure axle (high-pressure rotor shaft) 33 in which high-pressure moving blades 16 are implanted in a high-pressure inner casing 18 and a high-pressure outer casing 19 outside thereof.
Is provided. The high-temperature and high-pressure steam is obtained by the boiler, passes through the main steam pipe, passes through the main steam inlet 28 through the flange and elbow 25 constituting the main steam inlet, and is guided from the nozzle box 38 to the first stage rotor blades. . The steam enters from the center of the rotor shaft and flows toward the bearing. The rotor blades are provided in eight stages on the high pressure side on the left side in the figure and six stages on the medium pressure side (about half the right side in the figure). A stationary blade is provided for each of these moving blades. The blade is saddle type or getter type,
Dovetil type, double tinon, high pressure side first stage blade length about 4
0 mm, and the first stage blade length on the medium pressure side is 100 mm. The length between the bearings 43 is about 6.7 m 2, the diameter of the smallest part corresponding to the stationary blade portion is about 740 mm, and the ratio of the length to the diameter is about 9.0.
【0111】高圧側ロータシャフトの初段と最終段の動
翼植込み付根部分の幅は初段が最も広く、2段目〜7段
目がそれより小さく、初段の0.40〜0.56倍でいず
れも同等の大きさであり、最終段が初段と2〜7段目の
大きさの間にあり、初段の0.46〜0.62倍の大きさ
である。The first stage and the last stage of the rotor blade implant root portion of the high pressure side rotor shaft have the largest width at the first stage, the second stage to the seventh stage are smaller than that, and 0.40 to 0.56 times the first stage. Are the same size, the last stage is between the first stage and the size of the second to seventh stages, and is 0.46 to 0.62 times the size of the first stage.
【0112】高圧側においてはブレード及びノズルを前
述の表7に示す12%Cr系鋼によって構成したもので
ある。本実施例における動翼の翼部の長さは初段が35
〜50mm、2段目から最終段になるに従って各段で長く
なっており、特に蒸気タービンの出力によって2段から
最終段までの長さが50〜150mmの範囲内であり、段
数は7〜12段の範囲内にあり、各段の翼部の長さは下
流側が上流側に対して隣り合う長さで1.05〜1.35
倍の範囲内で長くなっているとともに、下流側でその比
率が徐々に大きくなっている。On the high pressure side, the blades and nozzles were made of 12% Cr steel shown in Table 7 above. The blade length of the rotor blade in this embodiment is 35 for the first stage.
The length from the second stage to the final stage is in the range of 50 to 150 mm depending on the output of the steam turbine, and the number of stages is 7 to 12 mm. It is within the range of the stage, and the length of the wing portion of each stage is 1.05 to 1.35 as the length that the downstream side is adjacent to the upstream side.
The ratio becomes longer within the double range, and the ratio gradually increases on the downstream side.
【0113】中圧側蒸気タービンは高圧側蒸気タービン
より排出された蒸気を再度566℃に再熱器によって加
熱された蒸気によって高圧蒸気タービンと共に発電機を
回転させるもので、3600rpm の回転数によって回転
される。中圧側タービンは高圧側タービンと同様に中圧
内部第2車室21と中圧外部車室22とを有し、中圧動
翼17と対抗して静翼が設けられる。中圧動翼17は6
段である。初段翼長さ約130mm,最終段翼長さ約26
0mmである。ダブティルは逆クリ型である。The medium-pressure steam turbine rotates the generator discharged from the high-pressure steam turbine together with the high-pressure steam turbine by the steam heated again by the reheater to 566 ° C., and is rotated at a rotation speed of 3600 rpm. You. The intermediate pressure side turbine has an intermediate pressure inner second casing 21 and an intermediate pressure outer casing 22 similarly to the high pressure side turbine, and a stationary blade is provided to oppose the intermediate pressure moving blade 17. Medium pressure blade 17 is 6
It is a step. The first stage blade length is about 130mm, and the last stage blade length is about 26
0 mm. Dovetil is an inverted chestnut type.
【0114】中圧蒸気タービンのロータシャフトは動翼
植込み付根部の軸方向幅が初段が最も大きく、2段目が
それより小さく、3〜5段目が2段目より小さくいずれ
も同じで、最終段の幅は3〜5段目と2段目の間の大き
さで、初段の0.48〜0.64倍である。初段は2段目の
1.1〜1.5倍である。In the rotor shaft of the intermediate-pressure steam turbine, the axial width of the root portion of the rotor blade implantation is largest at the first stage, smaller at the second stage, smaller at the third to fifth stages smaller than the second stage, and the same. The width of the last stage is between the third and fifth stages and the second stage, and is 0.48 to 0.64 times the width of the first stage. The first stage is 1.1 to 1.5 times the second stage.
【0115】中圧側においてはブレード及びノズルを前
述の表7に示す12%Cr系鋼が用いられる。本実施例
における動翼の翼部の長さは初段から最終段になるに従
って各段で長くなっており、蒸気タービンの出力によっ
て初段から最終段までの長さが90〜350mm、段数が
6〜9段の範囲内にあり、各段の翼部の長さは下流側が
上流側に対して隣り合う長さで1.10〜1.25の割合
で長くなっている。On the medium pressure side, the blade and the nozzle are made of the 12% Cr-based steel shown in Table 7 above. The length of the blade portion of the moving blade in this embodiment is longer at each stage as it goes from the first stage to the last stage, and the length from the first stage to the last stage is 90 to 350 mm, and the number of stages is 6 to 6 depending on the output of the steam turbine. There are nine stages, and the length of the wing of each stage is 1.10 to 1.25, which is longer than the length adjacent to the upstream side on the downstream side.
【0116】動翼の植込み部は静翼に対応する部分に比
較して直径が大きくなっており、その幅は動翼の翼部長
さと位置に関係する。その幅の動翼の翼部長さに対する
比率は初段が最も大きく、1.35〜1.80倍,2段目
が0.88〜1.18倍,3〜6段目が最終段になるに従
って小さくなっており、0.40〜0.65倍である。本
実施例におけるタンデムに結合した2台の低圧タービン
を備えた蒸気タービン発電プラント用高中圧一体タービ
ンは、軸受間距離が約5.7m であり、低圧タービンの
最終段動翼の翼部長さ(1168mm)に対する軸受間距
離の比が5.7である。The implanted portion of the moving blade has a larger diameter than the portion corresponding to the stationary blade, and its width is related to the blade length and position of the moving blade. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is the largest in the first stage, 1.35 to 1.80 times, the second stage is 0.88 to 1.18 times, and the third to sixth stages are the final stages. It is smaller and is 0.40 to 0.65 times. The high-to-medium pressure integrated turbine for a steam turbine power plant equipped with two low-pressure turbines connected in tandem in this embodiment has a distance between bearings of about 5.7 m and the blade length of the last stage blade of the low-pressure turbine ( The ratio of the distance between bearings to 168 mm) is 5.7.
【0117】本実施例においても、軸受部には実施例3
と同様に低合金鋼の肉盛溶接層が設けられる。Also in this embodiment, the bearing portion is provided in the third embodiment.
In the same manner as described above, a low-alloy steel overlay welding layer is provided.
【0118】図13は3600rpm の低圧タービン及び
図14はそのロータシャフトの断面図である。FIG. 13 is a sectional view of a low-pressure turbine of 3600 rpm and FIG. 14 is a sectional view of its rotor shaft.
【0119】低圧タービンは1基で主蒸気538℃/5
66℃の高中圧にタンデムに結合される。動翼41は左
右に6段あり、左右ほぼ対称になっており、また動翼に
対応して静翼42が設けられる。最終段の動翼長さは4
6インチあり、Ti基合金が使用される。Ti基合金は
実施例1及び2に示すものが用いられる。特に、重量で
A16%,V6%及びsn2%を含むものである。更
に、ロータシャフト43には実施例2と同じものが用い
られ、Ni3.75%,Cr1.75%,Mo0.4% ,V
0.15%,C0.25%,Si0.05%,Mn0.10
% ,残Feからなるスーパークリーン材の全焼戻しベ
ーナイト組織を有する鍛鋼が用いられる。最終段とその
前段以外の動翼及び静翼にはいずれもMoを0.1% 含
有する12%Cr鋼が用いられる。内外部ケーシング材
にはC0.25% の鋳鋼が用いられる。本実施例におけ
る軸受43での中心間距離は7000mmで、静翼部に対
応するロータシャフトの直径は約800mm,動翼植込み
部での直径は各段同じである。静翼部に対応するロータ
シャフト直径に対する軸受中心間の距離は約8.8 であ
る。The low-pressure turbine has one main steam of 538 ° C./5
Coupled in tandem to a high medium pressure of 66 ° C. The moving blades 41 have six stages on the left and right sides and are substantially symmetrical on the left and right, and stationary blades 42 are provided corresponding to the moving blades. The blade length of the last stage is 4
It is 6 inches and uses a Ti-based alloy. The Ti-based alloys shown in Examples 1 and 2 are used. In particular, it contains A16%, V6% and sn2% by weight. Further, the same rotor shaft 43 as that of the second embodiment is used. Ni 3.75%, Cr 1.75%, Mo 0.4%, V
0.15%, C 0.25%, Si 0.05%, Mn 0.10
%, A forged steel having a fully tempered bainite structure of a super clean material consisting of the remaining Fe. A 12% Cr steel containing 0.1% Mo is used for each of the moving blades and stationary blades other than the last stage and the preceding stage. 0.25% cast steel is used for the inner and outer casing materials. The center-to-center distance of the bearing 43 in this embodiment is 7000 mm, the diameter of the rotor shaft corresponding to the stationary blade portion is about 800 mm, and the diameter of the rotor blade implantation portion is the same for each stage. The distance between the bearing centers for the rotor shaft diameter corresponding to the vanes is about 8.8.
【0120】低圧タービンは動翼植込み付根部の軸方向
の幅が初段が最も小さく、下流側に従って2,3段が同
等、4段,5段が同等で4段階で徐々に大きくなってお
り、最終段の幅は初段の幅に比べ6.2〜7.0倍と大き
くなっている。2,3段は初段の1.15〜1.40倍、
4,5段が2,3段の2.2〜2.6倍、最終段が4,5
段の2.8〜3.2倍となっている。付根部の幅は末広が
りの延長線とロータシャフトの直径とを結ぶ点で示す。In the low pressure turbine, the axial width of the root portion of the blade implantation is the smallest in the first stage, and the number of stages in the lower stage is the same in the second and third stages, and the fourth and fifth stages are the same, and gradually increases in the four stages. The width of the last stage is 6.2 to 7.0 times larger than the width of the first stage. A few steps are 1.15 to 1.40 times the first step,
4,5 stage is 2.2-2.6 times of 2-3 stage, last stage is 4,5
It is 2.8 to 3.2 times the stage. The width of the root portion is indicated by a point connecting the extended line extending to the diameter of the rotor shaft.
【0121】本実施例における動翼の翼部長さは初段の
4″から46″の最終段になるに従って各段で長くなっ
ており、蒸気タービンの出力によって初段から最終段の
長さが100〜1270mmの範囲内で、最大で8段で、
各段の翼部長さは下流側が上流側に対して隣り合う長さ
で1.2〜1.9倍の範囲内で長くなっている。In this embodiment, the blade length of the rotor blades increases in each stage from the initial stage of 4 ″ to the final stage of 46 ″. Within 1270mm, up to 8 steps,
The wing length of each stage is longer within a range of 1.2 to 1.9 times as long as the downstream side is adjacent to the upstream side.
【0122】動翼の植込み付根部は静翼に対応する部分
に比較して直径が大きく末広がりになっており、その幅
は動翼の翼部長さの大きい程その植込み幅は大きくなっ
ている。その幅の動翼の翼部長さに対する比率は初段か
ら最終段の前までが0.30〜1.5であり、その比率は
初段から最終段の前になるに従って徐々に小さくなって
おり、後段の比率はその1つ手前のものより0.15〜
0.40の範囲内で徐々に小さくなっている。最終段は
0.50〜0.65の比率である。The root portion of the rotor blade has a larger diameter than the portion corresponding to the stationary blade, and has a wider end. The width of the blade is greater as the blade length of the rotor blade is larger. The ratio of the width to the blade length of the rotor blade is from 0.30 to 1.5 from the first stage to the last stage, and the ratio gradually decreases from the first stage to the last stage before the last stage. Is between 0.15 and 0.15
It gradually decreases within the range of 0.40. The last stage has a ratio of 0.50 to 0.65.
【0123】本実施例におけるエロージョンシールドは
実施例2と同様に設けられる。The erosion shield in this embodiment is provided in the same manner as in the second embodiment.
【0124】本実施例の他、高中圧蒸気タービンの蒸気
入口温度610℃以上,低圧蒸気タービンへの蒸気入口
温度約400℃及び出口温度が約60℃とする1000
MW級大容量発電プラントに対しても同様の構成とする
ことができる。In addition to the present embodiment, the steam inlet temperature of the high- and medium-pressure steam turbine is 610 ° C. or higher, the steam inlet temperature to the low-pressure steam turbine is about 400 ° C., and the outlet temperature is about 1000 ° C.
The same configuration can be applied to a MW class large-capacity power plant.
【0125】本実施例における高温高圧蒸気タービン発
電プラントは主としてボイラ,高中圧タービン,低圧タ
ービン,復水器,復水ポンプ,低圧給水加熱器系統,脱
気器,昇圧ポンプ,給水ポンプ,高圧給水加熱器系統な
どより構成される。すなわち、ボイラで発生した超高温
高圧蒸気は高圧側タービンに入り動力を発生させたのち
再びボイラにて再熱されて中圧側タービンへ入り動力を
発生させる。この高中圧タービン排気蒸気は、低圧ター
ビンに入り動力を発生させた後、復水器にて凝縮する。
この凝縮液は復水ポンプにて低圧給水加熱器系統,脱気
器へ送られる。この脱気器にて脱気された給水は昇圧ポ
ンプ,給水ポンプにて高圧給水加熱器へ送られ昇温され
た後、ボイラへ戻る。The high-temperature high-pressure steam turbine power plant in this embodiment is mainly composed of a boiler, high-medium-pressure turbine, low-pressure turbine, condenser, condensate pump, low-pressure feedwater heater system, deaerator, booster pump, feedwater pump, high-pressure feedwater. It is composed of a heater system. That is, the ultra-high-temperature and high-pressure steam generated in the boiler enters the high-pressure side turbine and generates power, and is then reheated in the boiler again to enter the medium-pressure side turbine and generate power. The high- and medium-pressure turbine exhaust steam enters the low-pressure turbine and generates power, and then condenses in the condenser.
This condensate is sent to the low pressure feed water heater system and deaerator by the condensate pump. The feedwater degassed by this deaerator is sent to a high-pressure feedwater heater by a booster pump and a feedwater pump to be heated, and then returned to the boiler.
【0126】ここで、ボイラにおいて給水は節炭器,蒸
発器,過熱器を通って高温高圧の蒸気となる。また一
方、蒸気を加熱したボイラ燃焼ガスは節炭器を出た後、
空気加熱器に入り空気を加熱する。ここで、給水ポンプ
の駆動には中圧タービンからの抽気蒸気にて作動する給
水ポンプ駆動用タービンが用いられている。Here, in the boiler, the feedwater passes through a economizer, an evaporator, and a superheater to become high-temperature and high-pressure steam. On the other hand, the boiler combustion gas that heated the steam exited the economizer,
Enter the air heater to heat the air. Here, the feedwater pump is driven by a feedwater pump drive turbine that operates with the extracted steam from the medium pressure turbine.
【0127】このように構成された高温高圧蒸気タービ
ンプラントにおいては、高圧給水加熱器系統を出た給水
の温度が従来の火力プラントにおける給水温度よりもは
るかに高くなっているため、必然的にボイラ内の節炭器
を出た燃焼ガスの温度も従来のボイラに比べてはるかに
高くなってくる。このため、このボイラ排ガスからの熱
回収をはかりガス温度を低下させないようにする。In the high-temperature high-pressure steam turbine plant configured as described above, the temperature of the feedwater exiting the high-pressure feedwater heater system is much higher than the feedwater temperature in the conventional thermal power plant. The temperature of the combustion gas exiting the economizer will also be much higher than in conventional boilers. Therefore, heat is recovered from the boiler exhaust gas so as not to lower the gas temperature.
【0128】前述の表7は本実施例の高中圧タービン及
び低圧タービンの主要部に用いた化学組成(重量%)を
示す。本実施例においては、高圧側及び中圧側とを一体
にしたロータシャフトとして、C0.11%,Si0.0
2%,Mn0.45% ,Ni0.50%,Cr11.21
%,Mo0.25%,W2.78%,V0.20%,Nb
0.07%,Co1.50%,N0.025%,B0.01
6%,残部Feからなるマルテンサイト鋼を使用した他
は表7のものを用い、全部フェライト系の結晶構造を有
する熱膨張係数12×10-6/℃のものにしたので、熱
膨張係数の違いによる問題は全くなかった。Table 7 above shows the chemical compositions (% by weight) used for the main parts of the high and medium pressure turbines and low pressure turbines of this embodiment. In this embodiment, the rotor shaft having the high pressure side and the medium pressure side integrated with each other is C 0.11%, Si 0.0
2%, Mn 0.45%, Ni 0.50%, Cr 11.21
%, Mo 0.25%, W 2.78%, V 0.20%, Nb
0.07%, Co 1.50%, N 0.025%, B 0.01
Except that martensitic steel consisting of 6% and the balance of Fe was used, those shown in Table 7 were used, and the coefficient of thermal expansion was 12 × 10 −6 / ° C. having a ferrite crystal structure. There were no problems due to the differences.
【0129】尚、本実施例では高中圧タービン及び1基
の低圧タービンを1台の発電機タンデムに連結し発電す
るタンデムコンパウンドダブルフロー型発電プラントに
構成したものである。別の実施例として、2台の低圧タ
ービンをタンデムに連結し、出力1050MW級の発電
においても本実施例と同様に構成できるものである。そ
の発電機シャフトとしてはより高強度のものが用いられ
る。特に、C0.15〜0.30%,Si0.1〜0.3
%,Mn0.5%以下,Ni3.25〜4.5%,Cr2.
05〜3.0%,Mo0.25〜0.60%,V0.05〜
0.20%を含有する全焼戻しベーナイト組織を有し、
室温引張強さ93kgf/mm2 以上、特に100kgf/mm
2 以上、50%FATTが0℃以下、特に−20℃以下
とするものが好ましく、21.2KG における磁化力9
85AT/cm以下とするもの、不純物としてのP,S,
Sn,Sb,Asの総量を0.025% 以下,Ni/C
r比を2.0 以下とするものが好ましい。In this embodiment, a high-medium pressure turbine and one low pressure turbine are connected to one generator tandem to constitute a tandem compound double flow type power plant. As another embodiment, two low-pressure turbines are connected in tandem, and can be configured in the same manner as in the present embodiment for power generation of an output of 1050 MW class. A higher strength shaft is used as the generator shaft. In particular, C 0.15 to 0.30%, Si 0.1 to 0.3
%, Mn 0.5% or less, Ni 3.25 to 4.5%, Cr 2.
0.5 to 3.0%, Mo 0.25 to 0.60%, V 0.05 to 0.5%
A fully tempered bainite structure containing 0.20%,
Room temperature tensile strength 93 kgf / mm 2 or more, especially 100 kgf / mm
It is preferable that the FATT is 2 or more and the 50% FATT is 0 ° C. or less, particularly -20 ° C. or less.
85 AT / cm or less, P, S, as impurities
The total amount of Sn, Sb and As is 0.025% or less, Ni / C
Those having an r ratio of not more than 2.0 are preferred.
【0130】前述の表7は本実施例の高中圧タービン及
び低圧タービンの主要部にも同様に用いられる。本実施
例においては、高圧側及び中圧側とを一体にした高中圧
一体ロータシャフトの他回転部周辺に対してマルテンサ
イト鋼を使用することにより全部フェライト系の結晶構
造を有する熱膨張係数12×10-6/℃のものにしたの
で、熱膨張係数の違いによる問題は全くなかった。Table 7 described above is similarly used for the main parts of the high-medium pressure turbine and the low pressure turbine of this embodiment. In this embodiment, by using martensitic steel around the other rotating portion of the high / intermediate pressure integrated rotor shaft integrating the high pressure side and the medium pressure side, a thermal expansion coefficient of 12 × Since it was 10 −6 / ° C., there was no problem due to the difference in thermal expansion coefficient.
【0131】また、本実施例における高中圧一体ロータ
シャフトは前述の耐熱鋳鋼を電気炉で30トン溶解し、
カーボン真空脱酸し、金型鋳型に鋳込み、鍛伸して電極
棒を作製し、この電極棒として鋳鋼の上部から下部に溶
解するようにエレクトロスラグ再溶解し、ロータ形状
(直径1450mm,長さ5000mmm)に鍛伸して成型
した。この鍛伸は、鍛造割れを防ぐために、1150℃
以下の温度で行った。またこの鍛鋼を焼鈍熱処理後、1
050℃に加熱し水噴霧冷却焼入れ処理、570℃及び
690℃で2回焼戻しを行い、所定の形状に切削加工に
よって得られるものである。更に、軸受部へはCr−M
o低合金鋼の肉盛溶接層が施される。In the present embodiment, the high-to-medium pressure integrated rotor shaft was prepared by melting the above-mentioned heat-resistant cast steel by 30 tons in an electric furnace.
The carbon is vacuum deoxidized, cast into a mold, and forged to produce an electrode rod. Electroslag is remelted as the electrode rod so that it melts from the upper part to the lower part of the cast steel, and the rotor shape (diameter 1450 mm, length (For example, 5000 mm). This forging is performed at 1150 ° C to prevent forging cracks.
The test was performed at the following temperature. After annealing the forged steel,
It is obtained by heating to 050 ° C., water spray cooling, quenching, tempering twice at 570 ° C. and 690 ° C., and cutting into a predetermined shape. In addition, Cr-M
o A low-alloy steel build-up weld layer is applied.
【0132】本実施例におけるタンデムに結合した2台
の低圧タービンを備えた蒸気タービン発電プラント用低
圧タービンは合計の軸受間距離が13.9m であり、低
圧タービンの最終段動翼の翼部長さに対するタンデムに
結合した2台の低圧タービンの軸受間距離の比が16.
3 であり、またその発電プラントの定格出力(MW)
に対するタンデムに結合した2台の低圧タービンの軸受
間距離の合計距離(mm)の比が23.1 である。The low pressure turbine for a steam turbine power plant having two low pressure turbines connected in tandem in this embodiment has a total bearing distance of 13.9 m, and the blade length of the last stage rotor blade of the low pressure turbine. The ratio of the distance between the bearings of the two low-pressure turbines connected in tandem to
3 and the rated output (MW) of the power plant
The ratio of the total distance (mm) of the bearing distances of the two low-pressure turbines connected in tandem to 23.1 is 23.1.
【0133】本実施例における高圧タービンと中圧ター
ビンとを一体にした高中圧一体タービン及び1台の低圧
タービンを備えた蒸気タービン発電プラント用低圧ター
ビンは軸受間距離が約6mであり、その低圧タービンの
最終段動翼の翼部長さに対する比が5.5 であり、また
1台の低圧タービンの軸受間距離の発電プラントの定格
出力(MW)に対する1台の低圧タービンの軸受間距離
(mm)の比が10.0である。In the present embodiment, the low-pressure turbine for a steam turbine power plant having a high-medium pressure integrated turbine in which a high-pressure turbine and a medium-pressure turbine are integrated and one low-pressure turbine has a bearing distance of about 6 m. The ratio of the last stage blade of the turbine to the blade length is 5.5, and the distance between bearings of one low pressure turbine (mm) relative to the rated output (MW) of the power plant is the distance between bearings of one low pressure turbine. ) Is 10.0.
【0134】本実施例における高中圧一体型ロータシャ
フトはいずれのロータシャフトにおいても中心孔を有し
ているが、特に、P0.010%以下,S0.005%以
下,As0.005%以下,Sn0.005%以下,Sb
0.003% 以下とすることによりいずれの実施例にお
いても高純化によって中心孔をなくすことができる。本
実施例の発電プラントは3000rpm に対して適用する
ことができ、最終段ブレートの翼長は52インチ又は5
6インチに適用できる。Although the high / medium pressure integrated rotor shaft in this embodiment has a center hole in any rotor shaft, in particular, P0.010% or less, S0.005% or less, As 0.005% or less, Sn0 or less. 0.005% or less, Sb
By setting the content to 0.003% or less, the center hole can be eliminated by high purification in any of the examples. The power plant of this embodiment can be applied to 3000 rpm, and the blade length of the last stage blade is 52 inches or 5 inches.
Applicable to 6 inches.
【0135】[0135]
【発明の効果】本発明によれば、低圧蒸気タービン最終
段動翼用Ti基合金として、質量効果の影響が大きい大
型鍛造品で目標の引張強さ110kg/mm2 以上が確保で
き、3600rpmに対し、43インチ以上,3000rpm
に対して50インチ以上の蒸気タービン長翼が可能とな
り、蒸気温度538〜660℃の蒸気タービン発電プラ
ントとしてより大容量化が可能となり、より高効率化が
達成される。According to the present invention, the target tensile strength of 110 kg / mm 2 or more can be secured as a Ti-based alloy for the final stage rotor blade of a low-pressure steam turbine in a large forged product having a large influence of the mass effect. On the other hand, more than 43 inches, 3000rpm
, A steam turbine long blade of 50 inches or more is possible, and a larger capacity as a steam turbine power plant with a steam temperature of 538 to 660 ° C. is possible, and higher efficiency is achieved.
【図1】溶体化水冷材の目標の引張強さを得る時効温度
と溶体化温度の関係を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a relationship between an aging temperature for obtaining a target tensile strength of a solution-cooled water-cooled material and a solution-solution temperature.
【図2】溶体化衝風冷却材の目標の引張強さを得る時効
温度と溶体化温度の関係を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an aging temperature and a solution heat temperature for obtaining a target tensile strength of a solution heat impinging coolant.
【図3】ダブティル粗加工後溶体化水冷材の目標の引張
強さを得る時効温度と溶体化温度の関係を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an aging temperature and a solution heat temperature for obtaining a target tensile strength of a solution-cooled water-cooled material after rough working of dovetil.
【図4】ダブティル粗加工後溶体化衝風冷却材の目標の
引張強さを得る時効温度と溶体化温度の関係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an aging temperature and a solution heat temperature at which a target tensile strength of a solution heat impinging coolant after rough working of dovetil is obtained.
【図5】1/2tと1/4tの引張強さの関係を示す線
図。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the tensile strength of 1 / 2t and 1 / 4t.
【図6】衝撃吸収エネルギと引張強さとの関係を示す線
図。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between impact absorption energy and tensile strength.
【図7】衝撃吸収エネルギと引張強さとの関係を示す線
図。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between impact absorption energy and tensile strength.
【図8】蒸気タービン翼の斜視図。FIG. 8 is a perspective view of a steam turbine blade.
【図9】低圧タービン翼の側面図。FIG. 9 is a side view of the low-pressure turbine blade.
【図10】高圧タービンと中圧タービンとが連結した断
面図。FIG. 10 is a cross-sectional view in which a high-pressure turbine and an intermediate-pressure turbine are connected.
【図11】低圧蒸気タービンの断面図。FIG. 11 is a sectional view of a low-pressure steam turbine.
【図12】高中圧タービンの断面図。FIG. 12 is a sectional view of a high-medium pressure turbine.
【図13】低圧蒸気タービンの断面図。FIG. 13 is a sectional view of a low-pressure steam turbine.
【図14】低圧蒸気タービン用ロータシャフトの断面
図。FIG. 14 is a sectional view of a rotor shaft for a low-pressure steam turbine.
1…第1軸受、2…第2軸受、3…第3軸受、4…第4
軸受、5…推力軸受、10…第1シャフトパッキン、1
1…第2シャフトパッキン、12…第3シャフトパッキ
ン、13…第4シャフトパッキン、14…高圧隔板、1
5…中圧隔板、16…高圧動翼、17…中圧動翼、18
…高圧内部車室、19…高圧外部車室、20…中圧内部
第1車室、21…中圧内部第2車室、22…中圧外部車
室、23…高圧車軸、24…中圧車軸、25…フラン
ジ,エルボ、26…前側軸受箱、27…軸受部、28…
主蒸気入口、29…再熱蒸気入口、30…高圧蒸気排気
口、31…気筒連絡管、33…高中圧車軸、38…ノズ
ルボックス(高圧第1段)、39…推力軸受摩耗遮断装
置、40…暖機蒸気入口、41…動翼、42…静翼、4
3…軸受、44…ロータシャフト、51…翼部、52…
翼植込み部、53…ピン挿入孔、54…エロージョンシ
ールド、55…タイボス、57…コンティニュアスカバ
ー。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st bearing, 2 ... 2nd bearing, 3 ... 3rd bearing, 4 ... 4th
Bearing, 5: Thrust bearing, 10: First shaft packing, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 2nd shaft packing, 12 ... 3rd shaft packing, 13 ... 4th shaft packing, 14 ... High-pressure diaphragm, 1
5: Medium pressure diaphragm, 16: High pressure blade, 17: Medium pressure blade, 18
... High-pressure internal casing, 19 ... High-pressure external casing, 20 ... Medium-pressure internal first casing, 21 ... Medium-pressure internal second casing, 22 ... Medium-pressure external casing, 23 ... High-pressure axle, 24 ... Medium pressure Axle, 25 ... flange, elbow, 26 ... front bearing box, 27 ... bearing part, 28 ...
Main steam inlet, 29: Reheat steam inlet, 30: High pressure steam exhaust port, 31: Cylinder connecting pipe, 33: High and medium pressure axle, 38: Nozzle box (high pressure first stage), 39: Thrust bearing wear cutoff device, 40 … Warm-up steam inlet, 41… rotor blade, 42… stationary blade, 4
3 ... bearing, 44 ... rotor shaft, 51 ... wing, 52 ...
Wing implant, 53: pin insertion hole, 54: erosion shield, 55: tie boss, 57: continuous cover.
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22F 1/00 683 C22F 1/00 683 691 691B 692 692A (72)発明者 今野 晋也 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 中村 重義 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 小野田 武志 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所火力・水力事業部内 Fターム(参考) 3G002 EA06 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) C22F 1/00 683 C22F 1/00 683 691 691B 692 692A (72) Inventor Shinya Konno 7-chome, Omikamachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Shigeyoshi Nakamura 7-1-1, Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Takeshi Onoda Hitachi City, Ibaraki Prefecture 3-1-1, Machi-cho F-term (reference) in Hitachi, Ltd. Thermal and Hydropower Division 3G002 EA06
Claims (14)
翼において、前記翼部長さが前記翼の回転数3000rp
m に対して52インチ以上又は前記回転数3600rpm
に対して43インチ以上であり、前記ダブティルの室温
の引張強さは100kg/mm2以上であり、かつ前記翼部
の室温の引張強さの96%以上であるTi基合金よりな
ることを特徴とする蒸気タービン翼。1. A steam turbine blade having a blade portion and a dovetail, wherein the blade length is 3000 rpm.
52 inches or more at m or 3600 rpm
At least room temperature tensile strength of the dovetil is at least 100 kg / mm 2 and at least 96% of the room temperature tensile strength of the wing. And steam turbine blades.
翼において、該翼は重量で、Al4〜8%,V4〜8%
及びSn1〜4%を含むTi基合金からなり、前記ダブ
ティルはその室温の引張強さ(x)が100kg/mm2 以
上及び室温のVノッチ衝撃値(y)が(−0.022x
+4.10)によって求められる値(kg−m)以上、又
は前記翼部はその室温の引張強さ(x)が105kg/mm
2 以上及び室温のVノッチ衝撃値(y)が(−0.02
x+3.98)によって求められる値(kg−m)以上で
あり、前記ダブティルの室温の引張強さが前記翼部の室
温の引張強さの96%以上であることを特徴とする蒸気
タービン翼。2. A steam turbine blade having a blade portion and a dovetail, wherein the blade has a weight of Al 4-8%, V 4-8%.
And a Ti-based alloy containing 1 to 4% of Sn and having a tensile strength (x) at room temperature of 100 kg / mm 2 or more and a V-notch impact value (y) at room temperature of (−0.022x
+ 4.10) or more, or the wing has a room temperature tensile strength (x) of 105 kg / mm.
V notch impact value (y) of 2 or more and room temperature is (−0.02)
x + 3.98) or more (kg-m), and wherein the room temperature tensile strength of the dovetil is 96% or more of the room temperature tensile strength of the blade section.
翼において、前記翼部長さが前記翼の回転数3000rp
m に対して52インチ以上又は前記回転数3600rpm
に対して43インチ以上であり、重量で、Al4〜10
%,V4〜10%及びSn1〜5%を含むTi基合金か
らなり、前記翼部は室温の引張強さ(x)が105kg/
mm2 以上及び室温のVノッチ衝撃値(y)が(−0.0
2x+3.98)によって求められる値(kg−m)以上
であり、又は前記ダブティルはその室温の引張強さ
(x)が100kg/mm2 以上及び室温のVノッチ衝撃値
(y)が(0.022x+4.10)によって求められる値
(kg−m)以上であることを特徴とする蒸気タービン
翼。3. A steam turbine blade having a blade portion and a dovetail, wherein the blade length is 3000 rpm.
52 inches or more at m or 3600 rpm
43 inches or more, and Al 4 to 10 by weight.
%, V4 to 10% and Sn1 to 5%, and the wing has a room temperature tensile strength (x) of 105 kg /.
mm notch impact value (y) of not less than 2 mm and room temperature is (−0.0
2x + 3.98) or more (kg-m), or the dovetil has a room temperature tensile strength (x) of 100 kg / mm 2 or more and a V-notch impact value at room temperature.
(y) is equal to or more than a value (kg-m) obtained by (0.022x + 4.10), a steam turbine blade.
蒸気タービン翼の製造方法において、前記翼素材を熱間
鍛造した後、本願図1に示す(時効温度,溶体化温度)
で表したA(605℃,855℃),B(590℃,79
0℃),C(410℃,790℃)及びD(410℃,
855℃)の4点を結ぶ範囲内で加熱後水冷する溶体化
処理及び時効処理を行うことを特徴とした蒸気タービン
翼の製造方法。4. A method of manufacturing a steam turbine blade made of a Ti-based alloy having a blade portion and a dovetail, after hot-forging the blade material, shown in FIG. 1 of the present application (aging temperature, solution temperature).
A (605 ° C., 855 ° C.) and B (590 ° C., 79
0 ° C), C (410 ° C, 790 ° C) and D (410 ° C,
855 ° C.). A method for manufacturing a steam turbine blade, comprising performing a solution treatment and an aging treatment of heating and then water cooling within a range connecting four points (855 ° C.).
蒸気タービン翼の製造方法において、前記(時効温度,
溶体化温度)で表した領域が、本願図2に示すE(52
5℃,855℃),F(510℃,790℃),G(41
0℃,790℃),H(410℃,855℃)の4点を
結ぶ範囲内で加熱後衝風冷却する溶体化処理及び時効処
理を施すことを特徴とした蒸気タービン翼の製造方法。5. A method of manufacturing a steam turbine blade made of a Ti-based alloy having a blade portion and a dovetail, wherein the (aging temperature,
The region represented by (solution solution temperature) is E (52) shown in FIG. 2 of the present application.
5 ° C, 855 ° C), F (510 ° C, 790 ° C), G (41
A method for manufacturing a steam turbine blade, comprising performing a solution treatment and an aging treatment in which heating and then blast cooling are performed within a range connecting four points of 0 ° C, 790 ° C) and H (410 ° C, 855 ° C).
気タービン翼の製造方法において、最終熱処理前に、前
記ダブティル部を最終形状に近い状態に粗加工し、次い
で、本願図3に示す(時効温度,溶体化温度)で表した
J(685℃,855℃),K(585℃,790
℃),L(410℃,790℃),M(410℃,85
5℃)の4点を結ぶ範囲内で加熱後水冷する溶体化処理
及び時効処理を施すことを特徴とした蒸気タービン翼の
製造方法。6. A method of manufacturing a steam turbine blade made of a Ti-based alloy having a blade portion and a dovetil, before the final heat treatment, the dovetil portion is roughly machined to a state close to a final shape, and then shown in FIG. J (685 ° C., 855 ° C.) and K (585 ° C., 790) expressed in aging temperature and solution temperature.
C), L (410 C, 790 C), M (410 C, 85
(5 ° C.), a solution treatment and an aging treatment of heating and water cooling within a range connecting the four points (5 ° C.).
気タービン翼の製造方法において、最終熱処理前に、前
記ダブティル部を最終形状に近い状態に粗加工し、次い
で、本願図4に示す(時効温度,溶体化温度)で表した
N(575℃,855℃),O(560℃,790
℃),P(410℃,790℃),Q(410℃,85
5℃)の4点を結ぶ範囲で加熱後衝風冷却する溶体化処
理及び時効処理を施すことを特徴とする蒸気タービン翼
の製造方法。7. In a method of manufacturing a steam turbine blade made of a Ti-based alloy having a blade portion and a dovetil, before the final heat treatment, the dovetil portion is roughly machined to a state close to a final shape, and then shown in FIG. N (575 ° C., 855 ° C.), O (560 ° C., 790 ° C.)
° C), P (410 ° C, 790 ° C), Q (410 ° C, 85
(5 [deg.] C.), a solution treatment and an aging treatment of heating and then blast cooling in a range connecting four points.
i基合金が重量で、Al4〜8%,V4〜8%及びSn
1〜4%を含むTi基合金からなることを特徴とする蒸
気タービン翼の製造方法。8. The method according to claim 4, wherein said T
The i-base alloy is Al 4 to 8%, V 4 to 8% and Sn
A method for manufacturing a steam turbine blade, comprising a Ti-based alloy containing 1 to 4%.
ビンを備えた蒸気タービン発電プラントにおいて、前記
低圧タービンの最終段動翼は翼部及びダブティルを有
し、前記翼部長さが前記翼の回転数3000rpm に対し
て52インチ以上又は前記回転数3600rpm に対して
43インチ以上であり、前記ダブティルの室温の引張強
さが100kg/mm2 以上であるTi基合金よりなり、か
つ前記翼部の室温の引張強さの96%以上であることを
特徴とする蒸気タービン発電プラント。9. A steam turbine power plant comprising a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine, wherein the last-stage moving blade of the low-pressure turbine has a blade portion and a dovetail, and the blade portion length is equal to the rotation speed of the blade. It is made of a Ti-based alloy having a tensile strength at room temperature of not less than 52 inches or 3000 inches at 43 inches or more at 3600 rpm, and having a tensile strength at room temperature of 100 kg / mm 2 or more. A steam turbine power plant having a tensile strength of 96% or more.
ービンを備えた蒸気タービン発電プラントにおいて、前
記低圧タービンの最終段動翼は翼部及びダブティルを有
し、該翼は重量で、Al4〜8%,V4〜8%及びSn
1〜4%を含むTi基合金からなり、前記ダブティルの
室温の引張強さが100kg/mm2 以上及び室温のVノッ
チ衝撃値(y)が(−0.022x+4.10)によって
求められる値(kg−m)以上、又は前記翼部はその室温
の引張強さ(x)が105kg/mm2 以上及び室温のVノ
ッチ衝撃値(y)が(−0.02x+3.98)によって
求められる値(kg−m)以上であり、前記ダブティルの
室温の引張強さが前記翼部の室温の引張強さの96%以
上であることを特徴とする蒸気タービン発電プラント。10. A steam turbine power plant comprising a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine, wherein the last-stage moving blade of the low-pressure turbine has a blade portion and a dovetail, and the blade has a weight of Al 4 to 8%. , V4-8% and Sn
The Dovetil has a tensile strength at room temperature of 100 kg / mm 2 or more and a V-notch impact value (y) at room temperature obtained by (−0.022x + 4.10). kg-m) or more, or the wing has a tensile strength (x) at room temperature of 105 kg / mm 2 or more and a V-notch impact value (y) at room temperature determined by (−0.02x + 3.98) ( kg-m) or more, and the tensile strength at room temperature of the dovetail is 96% or more of the tensile strength at room temperature of the wing portion.
ービンを備えた蒸気タービン発電プラントにおいて、前
記低圧タービンの最終段動翼は翼部及びダブティルを有
し、前記翼部長さが前記翼の回転数3000rpm に対し
て52インチ以上又は前記回転数3600rpm に対して
43インチ以上であり、重量で、Al4〜10%,V4
〜10%及びSn1〜5%を含むTi基合金からなり、
前記翼部は室温の引張強さ(x)が105kg/mm2 以上
及び室温のVノッチ衝撃値(y)が(−0.02x+3.
98)によって求められる値(kg−m)以上であり、又
は前記ダブティルはその室温の引張強さ(x)が100
kg/mm2 以上及び室温のVノッチ衝撃値(y)が(−
0.022x+4.10)によって求められる値(kg−
m)以上であることを特徴とする蒸気タービン発電プラ
ント。11. A steam turbine power plant comprising a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine, wherein a last-stage moving blade of the low-pressure turbine has a blade portion and a dovetail, and the blade portion length is equal to the rotation speed of the blade. At least 52 inches at 3000 rpm or at least 43 inches at 3600 rpm, by weight, Al4 to 10%, V4
A Ti-based alloy containing 10% to 10% and Sn 1 to 5%,
The wing has a room temperature tensile strength (x) of 105 kg / mm 2 or more and a room temperature V notch impact value (y) of (−0.02x + 3.0.
98) or more, or the dovetil has a room temperature tensile strength (x) of 100.
kg / mm 2 or more and V-notch impact value at room temperature (y) is (-
0.022x + 4.10) (kg-
m) or more.
植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を案内する
静翼及び該静翼を保持する内部ケーシングを有する低圧
蒸気タービンにおいて、該低圧タービンの最終段動翼は
翼部及びダブティルを有し、前記翼部長さが前記翼の回
転数3000rpm に対して52インチ以上又は前記回転
数3600rpm に対して43インチ以上であり、前記ダ
ブティルの室温の引張強さが100kg/mm2 以上である
Ti基合金よりなり、かつ前記翼部の室温の引張強さの
96%以上であることを特徴とする低圧蒸気タービン。12. A low-pressure steam turbine having a rotor shaft, a moving blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding the flow of steam to the rotating blade, and an inner casing holding the stationary blade. The last stage rotor blade of the low pressure turbine has a wing portion and a dovetil, and the wing portion length is 52 inches or more for the rotation speed of the blade of 3000 rpm or 43 inches or more for the rotation speed of 3600 rpm, A low-pressure steam turbine comprising a Ti-based alloy having a tensile strength at room temperature of 100 kg / mm 2 or more and 96% or more of the tensile strength at room temperature of the blade section.
植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を案内する
静翼及び該静翼を保持する内部ケーシングを有する低圧
蒸気タービンにおいて、前記動翼は左右対称に各6段以
上有する複流構造を有し、最終段動翼は翼部及びダブテ
ィルを有し、該翼は重量で、Al4〜8%,V4〜8%
及びSn1〜4%を含むTi基合金からなり、前記ダブ
ティルの室温の引張強さが100kg/mm2以上及び室温
のVノッチ衝撃値(y)が(−0.022x+4.10)
によって求められる値(kg−m)以上、又は前記翼部は
その室温の引張強さ(x)が105kg/mm2以上及び室
温のVノッチ衝撃値(y)が(−0.02x+3.98)に
よって求められる値(kg−m)以上であり、前記ダブテ
ィルの室温の引張強さが前記翼部の室温の引張強さの9
6%以上であることを特徴とする低圧蒸気タービン。13. A low-pressure steam turbine having a rotor shaft, a rotor blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding the flow of steam to the rotor blade, and an internal casing for holding the stationary blade. The moving blade has a double flow structure having six or more stages symmetrically to each other, and the last stage moving blade has a blade portion and a dovetail, and the blade has a weight of Al4 to 8%, V4 to 8%.
And a Ti-based alloy containing 1 to 4% of Sn and having a tensile strength at room temperature of 100 kg / mm 2 or more and a V notch impact value (y) at room temperature of (-0.022x + 4.10).
(Kg-m) or more, or the wing has a room temperature tensile strength (x) of 105 kg / mm 2 or more and a V notch impact value (y) at room temperature of (−0.02x + 3.98). (Kg-m) or more, and the tensile strength of the dovetail at room temperature is 9% of the tensile strength of the wing at room temperature.
A low-pressure steam turbine characterized by being at least 6%.
植設された動翼と、該動翼への水蒸気の流入を案内する
静翼及び該静翼を保持する内部ケーシングを有する低圧
蒸気タービンにおいて、前記動翼は左右対称に各8段以
上有する複流構造を有し、最終段動翼は翼部及びダブテ
ィルを有し、前記翼部長さが前記翼の回転数3000rp
m に対して52インチ以上又は前記回転数3600rpm
に対して43インチ以上であり、重量で、Al4〜10
%,V4〜10%及びSn1〜5%を含むTi基合金か
らなり、前記翼部は室温の引張強さ(x)が105kg/
mm2 以上及び室温のVノッチ衝撃値(y)が(−0.0
2x+3.98)によって求められる値(kg−m)以上
であり、又は前記ダブティルはその室温の引張強さ(x)
が100kg/mm2 以上及び室温のVノッチ衝撃値(y)
が(−0.022x+4.10)によって求められる値
(kg−m)以上であることを特徴とする低圧蒸気タービ
ン。14. A low-pressure steam turbine comprising a rotor shaft, a moving blade implanted on the rotor shaft, a stationary blade for guiding the flow of steam to the rotating blade, and an inner casing for holding the stationary blade. The moving blade has a double flow structure having at least eight stages symmetrically to each other, the last stage moving blade has a wing portion and a dovetail, and the wing portion length is 3000 rpm.
52 inches or more at m or 3600 rpm
43 inches or more, and Al 4 to 10 by weight.
%, V4 to 10% and Sn1 to 5%, and the wing has a room temperature tensile strength (x) of 105 kg /.
mm notch impact value (y) of not less than 2 mm and room temperature is (−0.0
2x + 3.98) or more (kg-m), or the dovetil has its room temperature tensile strength (x).
Is not less than 100 kg / mm 2 and V notch impact value at room temperature (y)
Is equal to or more than a value (kg-m) obtained by (−0.022x + 4.10).
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